Problema resolvido na íntegra
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Construção de um parsec em metros e anos-luz a partir de 1 segundo de arco 6 passos
Um parsec é a distância à qual o raio da órbita da Terra subtende exatamente 1 segundo de arco. Construa-o a partir dessa definição — primeiro em metros, depois em anos-luz. Este é o modo de comprimento a converter 1 pc para ly. Todos os dados fornecidos aqui são definições e não medições: 1 au = 1,495978707 × 10¹¹ m, c = 2,99792458 × 10⁸ m/s, e um ano de 365,25 dias.
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A trigonometria não faz ideia do que seja um grau, por isso converta primeiro o ângulo para radianos. Uma volta completa é 2π radianos e também 1.296.000 segundos de arco, o que fixa a conversão sem nenhuma constante para consultar.
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Desenhe o triângulo retângulo: a au é o cateto curto, a distância à estrela é o longo, e o ângulo de paralaxe fica na estrela. O parsec é o valor de d que torna esse ângulo igual a 1 segundo de arco.
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Eis o passo sobre o qual vale a pena pausar, porque costuma ser ignorado sem explicação. Substituir a tangente de 1 segundo de arco pelo próprio ângulo não é gratuito — a correção principal é θ³/3, pelo que o custo relativo é θ²/3, cerca de 8 partes em 10¹². O valor convertido é apresentado com 4 algarismos significativos, pelo que seriam necessários 12 antes que a aproximação se tornasse visível.
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Dividir por esse ângulo é o mesmo que multiplicar por 648.000/π. Esse fator é todo o conteúdo do parsec.
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O ano-luz exige o mesmo cuidado quanto a qual ano utilizar. Trata-se do ano juliano, exatamente 365,25 dias, e c é exato por definição, pelo que este produto também é exato.
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Divida. Nenhum dos números resultou de uma observação, pelo que a razão é aritmética exata — os seus dígitos param onde o ecrã para, e não onde para uma incerteza.
Resposta
1 pc = 3,086 × 10¹⁶ m = 3,262 ly. O fator que fez todo o trabalho, 648.000/π = 206.265, é o número de segundos de arco num radiano — por isso, o parsec não é de todo uma nova escala astronómica, é o radiano reescrito na unidade em que os astrónomos realmente medem ângulos. É por isso que a distância de uma estrela em parsecs é 1 dividida pela sua paralaxe em segundos de arco sem nenhuma constante à frente: a constante foi gasta quando a unidade foi definida. O inverso é o que torna a escala tão fácil de percorrer: reduza a paralaxe por 1000, para 1 milissegundo de arco, e a estrela afasta-se para 1000 pc — o que equivale a 3,262 ly, os mesmos 4 dígitos com a vírgula deslocada.
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Referências (1)
- Insight block 3 — the resolution that fixed the astronomical unit as an exact length: International Astronomical Union, Resolution B2 of the XXVIII General Assembly, Beijing, 2012 — "the astronomical unit of length … is a conventional unit of length equal to 149 597 870 700 m exactly".