ここ地球上では、私たちが測定する増分が実際にはかなり相対的であるとは決して思わず、当然のことながら時間がかかる傾向があります。たとえば、私たちが日と年を測定する方法は、実際には、太陽からの惑星の距離、軌道を回るのにかかる時間、およびその軸を中心に回転するのにかかる時間の結果です。同じことが私たちの太陽系の他の惑星にも当てはまります。
私たち地球人は、日没から日没まで約24時間の日を数えていますが、別の惑星での1日の長さはまったく異なります。非常に短い場合もあれば、数年以上続く場合もあります。場合によってはかなり長くなります。他の惑星で時間がどのように機能するかを調べて、それらの日がどれだけ長くなるかを見てみましょう。
水星の日:
水星は私たちの太陽に最も近い惑星であり、近日点での46,001,200 km(太陽に最も近い)から遠日点での69,816,900 km(最も遠い)までの範囲です。水星がその軸を中心に1回転するのに58.646地球日かかるので、別名。その恒星時の自転周期–これは、水星が1日を経験するのに58地球日強かかることを意味します。
しかし、これは水星が58日強で2つの日の出を経験するということではありません。太陽に近接し、太陽を一周する速度が速いため、太陽が空の同じ場所に再び現れるには、地球の175。97日に相当します。したがって、惑星は地球の58日に1回回転しますが、水星の日の出から次の日の出まではおよそ176日です。
MESSENGERによって提供された水星の北極地域の画像。クレジット:NASA / JPL
さらに、太陽の1つの軌道(別名、公転周期)を完了するのに水星87.969地球日しかかかりません。これは、水星の1年が約88地球日に相当することを意味します。つまり、1つの水星(または水星)の年は、水星の日の半分の長さしか続きません。
さらに、水星の北極地域は常に日陰にあります。これは、軸がわずか0.034°(地球の23.4°と比較して)に傾いているためです。つまり、季節によっては昼夜が数か月続くような極端な季節変動は発生しません。水星の極では、それは常に暗くて日陰です。つまり、極は常に薄明の状態にあると言えます。
金星の日:
「地球の双子」としても知られる金星は、太陽に2番目に近い惑星であり、近日点での107,477,000kmから遠日点での108,939,000kmの範囲です。残念ながら、金星は最も動きの遅い惑星でもあり、その極を見ると明らかになります。太陽系の他のすべての惑星は、それらのスピンの速度のためにそれらの極で平坦化を経験しましたが、金星はそのような平坦化を経験していません。
金星の回転速度はわずか6.5km / h(4.0 mph)で、地球の合理的な速度は1,670 km / h(1,040 mph)であるのに対し、横方向の自転周期は243。025日です。技術的には、金星の回転が逆行するため、-243。025日です。これは、金星が太陽の周りの軌道経路と反対の方向に回転することを意味します。
マゼラン10ミッションによって想像された惑星金星。クレジット:NASA / JPL
したがって、金星の北極の上にいて、それが太陽の周りを一周するのを見ると、金星が時計回りに動いているのに対し、その回転は反時計回りであることがわかります。それにもかかわらず、これは金星がその軸を中心に一度回転するのに243地球日以上かかることを意味します。ただし、水星と同じように、金星の軌道速度と遅い回転は、太陽が1日(太陽が空の同じ場所に戻るのにかかる時間)が約117日続くことを意味します。
したがって、1つの金星人(またはシテリアン)の年は224.701地球日となりますが、その間に2回未満の完全な日の出と日の入りが発生します。実際、1つの金星/シテリアの年は1.92金星/シテリアの日まで続きます。金星には地球と共通する他のことがあります。なぜなら、それはその日周期ではないことは確かだからです!
地球上の1日:
地球上の1日を考えるとき、私たちはそれを単純な24時間間隔と考える傾向があります。実のところ、地球がその軸を中心に1回転するのに、正確に23時間56分4.1秒かかります。一方、地球上の太陽の日は平均して24時間であり、太陽が空の同じ場所に現れるまでにその時間がかかることを意味します。これらの2つの値の間で、1つの昼と夜のサイクルが24時間続くと言います。
同時に、季節の周期に基づいて、地球上の1日の長さにはばらつきがあります。地球の赤道傾斜角により、特定の半球で受ける太陽光の量は異なります。これの最も極端なケースは極で発生し、季節に応じて昼と夜が数日または数か月続く可能性があります。
冬の間の北極と南極では、1泊は最大6か月続くことがあり、これは「極夜」として知られています。夏の間、極は「真夜中の太陽」と呼ばれるものを経験します。そこでは、1日が24時間続きます。だから本当に、日は私たちが想像するほど単純ではありません。しかし、太陽系の他の惑星と比較して、時間管理はここ地球上でまだ簡単です。
火星の日:
多くの点で、火星は「地球の双子」とも呼ばれます。極地の氷冠、季節変動、および表面に水(凍結しているものの)があることに加えて、火星の日は地球の日とかなり近いです。基本的に、火星はその軸上で1回転を完了するのに24時間37分22秒かかります。これは、火星の1日が1。025957日に相当することを意味します。
火星の季節サイクルは、地球と同様の軸傾斜角(地球の23.4°と比較して25.19°)があるため、他のどの惑星よりも地球で経験するものに似ています。その結果、火星の日は同様の変化を経験し、太陽はより早く昇り、夏の後半に沈み、冬にはその逆を経験します。
ただし、火星は太陽から遠く離れているため、火星では季節変動が2倍長く続きます。これにより、火星の年の長さは約2地球年になります。正確には、686.971地球日であり、これは668.5991火星日(または火星日)になります。その結果、赤い惑星では、より長い日とより長い夜がずっと長く続くことが期待できます。将来の入植者が考慮すべき何か!
火星のゲイルクレーターの日の出。ゲイルは中央上部にあり、中央にマウンドがあり、シャープ山(Aeolis Mons。)と呼ばれています。
木星の日:
それが太陽系で最大の惑星であるという事実を考えると、木星での1日は長い間続くと予想されます。しかし、結局のところ、木星の日は公式には9時間55分30秒の長さです。つまり、1日はアースデイの3分の1強の長さです。これは、ガスジャイアントの回転速度が非常に速く、赤道で12.6 km / s(45,300 km / h、つまり28148.115 mph)であるためです。この急速な回転速度はまた、惑星がそのようなものを持っている理由の1つです 激しい嵐。
単語の使用に注意してください正式に。木星は固体ではないため、上層大気の回転速度は赤道とは異なります。基本的に、木星の極域大気の回転は、赤道大気の回転よりも約5分長くなります。このため、天文学者は3つのシステムを基準系として使用します。
システムIは、北緯10度から南緯10度まで適用されます。この緯度では、自転周期が惑星で最も短く、9時間50分30秒です。システムIIは、これらの北と南のすべての緯度に適用されます。その期間は9時間55分40.6秒です。システムIIIは惑星の磁気圏の回転に対応し、その周期は IAUとIAG 木星の公式ローテーションを定義する(つまり、9時間44分30秒)
ユピテルとイオが太陽を捉えています。画像クレジット:NASA / JPL
したがって、理論的には、木星の雲頂に立つことができれば(または静止軌道の浮遊プラットフォームに立つことができれば)、どの緯度からでも10時間以内に太陽が沈むのを目撃するでしょう。そして、1年間の木星の空間で、太陽は昇り、合計で約10,476回沈むでしょう。
土星の日:
土星の状況は木星の状況と非常に似ています。その巨大なサイズにもかかわらず、惑星は9.87 km / s(35,500 km / h、または22058.677 mph)の推定回転速度を持っています。そのため、土星は恒星時の1回転を完了するのに約10時間33分かかり、土星での1日は地球上の半分未満になります。ここでも、この大気の急速な動きはいくつかにつながります スーパーストーム 、言うまでもなく 六角形のパターン 惑星の北極の周りと 渦の嵐 その南極の周り。
そして、木星のように、土星は太陽の周りを回るのに時間がかかります。 10,759.22地球日(または29.4571地球年)に相当する公転周期で、単一の土星(またはクロニアン)年はおよそ24,491土日続きます。ただし、木星と同様に、土星の大気は緯度に応じて異なる速度で回転するため、天文学者は異なる基準系を持つ3つのシステムを使用する必要があります。
システムI赤道帯、南赤道帯、北赤道帯を含み、10時間14分です。システムII北極と南極を除く他のすべての土星の緯度をカバーし、10時間38分25.4秒の自転周期が割り当てられています。システムIII無線放射を使用に土星の内部回転速度を測定します。これにより、10時間39分22.4秒の回転周期が得られました。
土星とそのリングを見下ろすこの肖像画は、2013年10月10日にNASAのカッシーニ宇宙船によって取得された画像から作成されました。クレジット:NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / G。ウガルコビッチ
これらのさまざまなシステムを使用して、科学者は何年にもわたって土星からさまざまなデータを取得してきました。たとえば、1980年代に 旅行1と2 ミッションによると、土星での1日は10時間39分24秒でした。 2004年に、 カッシーニ-ホイヘンス宇宙探査機 惑星の重力場を測定したところ、10時間、45分、45秒(±36秒)の推定値が得られました。
2007年に、これはでの研究によって改訂されました 地球惑星宇宙科学部、UCLA、 その結果、現在の見積もりは10時間33分になりました。木星と同じように、正確な測定値を取得する問題は、ガスの巨人として、土星の一部が他の部分よりも速く回転するという事実から生じます。
天王星の日:
天王星に来ると、一日の長さの問題は少し複雑になります。一方では、惑星の恒星時の自転周期は17時間14分24秒で、これは地球の0。71833日に相当します。つまり、天王星での1日は、地球での1日とほぼ同じくらい続くと言えます。このガス/氷の巨人が起こっている極端な軸傾斜がなければ、それは本当でしょう。
赤道傾斜角97.77°の天王星は、基本的に太陽の側を周回しています。これは、その北極または南極のいずれかが、公転周期のさまざまな時点でほぼ直接太陽に向けられていることを意味します。天王星の1つの極が「夏」を通過するとき、それは42年間の継続的な日光を経験します。その同じ極が太陽から離れて向けられるとき(すなわち、ウランの「冬」)、それは42年の継続的な暗闇を経験するでしょう。
NASAのボイジャー2号から見た天王星。クレジット:NASA / JPL
したがって、ある日の出から次の日の出までの1日は、天王星で84年間続くと言うかもしれません。言い換えれば、単一のウラニアンの日は、単一のウラニアンの年(84.0205地球年)と同じ時間です。
さらに、他のガス/氷の巨人と同様に、天王星は特定の緯度でより速く回転します。エルゴ、惑星の自転は赤道で17時間14.5分ですが、南緯約60度では、大気の目に見える特徴がはるかに速く移動し、わずか14時間で完全に自転します。
海王星の日:
最後になりましたが、ネプチューンがあります。ここでも、1日の測定はやや複雑です。たとえば、海王星の恒星時の自転周期は、およそ16時間、6分、36秒です(0.6713地球日と同等)。しかし、それはガス/氷の巨人であるため、惑星の極は赤道よりも速く回転します。
惑星の磁場の回転速度は16.1時間ですが、広い赤道帯は約18時間の周期で回転します。一方、極域は12時間で最も速く回転します。この差動回転は、太陽系のどの惑星の中でも最も顕著であり、強い緯度方向のウィンドシアをもたらします。
大暗斑(左上)、スクーター(中央)、および大暗斑(右下)を示すボイジャー2号の画像の再構成。クレジット:NASA / JPL
さらに、惑星の赤道傾斜角28.32°は、地球や火星と同様の季節変動をもたらします。海王星の公転周期が長いということは、季節が地球の40年間続くことを意味します。しかし、その赤道傾斜角は地球の傾斜角に匹敵するため、その長い年の間にその日の長さの変化はこれ以上極端ではありません。
私たちの太陽系のさまざまな惑星のこの小さな荒廃からわかるように、1日を構成するものは、完全にあなたの基準系に依存します。問題の惑星によって異なることに加えて、季節サイクルと地球上のどこから測定が行われているかも考慮に入れる必要があります。
アインシュタインが要約したように、時間は観察者に相対的です。慣性座標系に基づいて、その通過は異なります。また、地球以外の惑星に立っている場合、地球の時間(および特定のタイムゾーン)に設定されている昼と夜の概念はかなり混乱する可能性があります。
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天文学キャストは、以下を含むすべての惑星でエピソードを持っています 49話:マーキュリー 、 と エピソード95:人間から火星へ、パート2 –入植者