ここ地球では、私たちは当たり前のことに時間をかける傾向があり、それを測定する増分が実際にはかなり相対的であると疑うことはありません。たとえば、私たちが日数と年数を測定する方法は、実際には太陽からの惑星の距離、軌道にかかる時間、および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。
私たち地球人は日の出から日の入りまで約24時間である日を数えますが、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、数年以上も続く場合もあります。他の惑星で時間がどのように機能するかを調べて、彼らの日がどれだけ長いのかを見てみましょうか?
水星の日:
水星は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。水星がその軸上で1回転するのに58.646地球日かかるため、別名。恒星の自転周期–つまり、水星が1日を経験するのに58地球日以上かかることを意味します。
しかし、これは水星が58日余りの間に2つの日の出を経験すると言っているのではありません。太陽に近いことと、太陽が円を描く速度が速いため、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日ごとに1回回転しますが、水星では、ある日の出から次の日の出までおよそ176日です。
さらに、太陽の単一の軌道(軌道周期)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、水星での1年が地球の約88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Hermian)の年は水星の日の長さの半分だけです。
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0.034°(地球の23.4°に比べて)だけ傾いているためです。つまり、季節に応じて月と日が続く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、日陰です。したがって、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番目に近い惑星です。近日点での107,477,000 kmから遠日点での108,939,000 kmの範囲です。残念ながら、金星は最もゆっくりと移動する惑星でもあります。これは、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回転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6.5 km / h(4.0 mph)ですが、地球の有理速度は1,670 km / h(1,040 mph)です。これにより、恒星の自転周期は243.025日になります。金星の回転は逆行性なので、技術的には-243.025日です。これは、金星が太陽の周りの軌道パスと反対の方向に回転することを意味します。
したがって、金星の北極の上にいて太陽の周りを回っているのを見ていると、時計回りに動いているのに対し、その回転は反時計回りになっていることがわかります。それにもかかわらず、これはまだ金星がその軸上で1回回転するのに243地球日以上かかることを意味します。ただし、水星と同様に、金星の軌道速度とゆっくりとした回転は、太陽が1日(太陽が空の同じ場所に戻るまでにかかる時間)が約117日間続くことを意味します。
したがって、単一の金星(またはキセリア)年は224.701地球の日まで計算されますが、その時間内に発生する日の出と日の入りは2つ未満です。実際、単一の金星/キセリア年は1.92金星/キセリア日と続きます。良いことは、金星が地球と他の共通点を持っていることです。なぜなら、それはその日周期ではないからです!
地球の一日:
地球上の1日を考えるとき、それは単純な24時間の間隔と考える傾向があります。実際には、地球が1回自転するのに正確に23時間56分4.1秒かかります。一方、地球の太陽の日は平均して24時間です。つまり、太陽が空の同じ場所に現れるには、その時間がかかります。これらの2つの値の間では、1つの昼と夜のサイクルが24続きます。
同時に、季節の周期に基づいて、地球上の1日の長さにばらつきがあります。地球の軸の傾きにより、特定の半球で発生する太陽光の量は異なります。これの最も極端なケースは、極によって発生し、昼と夜は季節に応じて数日または数ヶ月続くことがあります。
冬の北極と南極では、1つの夜が最大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1日が24時間続く、いわゆる「真夜中の太陽」を体験します。だから本当に、日は私たちが想像したい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すると、地球上での時間管理はまだ簡単です。
火星の日:
多くの点で、火星は「地球の双子」と呼ぶこともできます。極地の氷冠、季節変動、水面(凍結ではあるが)に加えて、火星での1日は地球での1日とかなり近くなります。基本的に、火星はその軸上で1回転するのに24時間37分22秒かかります。つまり、火星の1日は1.025957日に相当します。
火星の季節サイクルは、地球に似た軸方向の傾き(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、夏には遅くなり、冬には逆になります。
ただし、火星は太陽から離れているため、火星では季節変動が2倍続きます。これにより、火星の年は約2地球年になります–正確には686.971地球日で、これは668.5991火星日(またはソル)になります。その結果、より長い日とより長い夜が赤い惑星でずっと長く続くと予想されることができます。将来の入植者が考慮すべき何か!
木星の日:
太陽系で最大の惑星であることを考えると、木星の1日が長く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秒しかありません。つまり、1日は地球の1日の長さの3分の1に過ぎません。これは、赤道で12.6 km / s(45,300 km / h、または28148.115 mph)と非常に速い回転速度を持つガスジャイアントによるものです。この急速な回転速度は、惑星にそのような激しい嵐が発生する理由の1つでもあります。
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ので、その上層大気は赤道と比較して回転速度が異なります。基本的に、木星の極大気の回転は赤道大気のそれより約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として使用します。
システムIは、緯度が10°Nから10°Sまでの緯度から適用されます。その回転周期は、地球で最も短く、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。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が木星の公式回転を定義するために使用します(つまり、9時間44分30秒)。
したがって、理論的には、木星の雲の頂上(または静止軌道の浮動プラットフォーム上)に立つことができれば、太陽があらゆる緯度から10時間未満の間隔で沈むのを目にするでしょう。そして、木星の1年のスペースでは、太陽は昇り、合計で約10,476回セットされます。
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、この惑星の推定回転速度は9.87 km / s(35,500 km / h、つまり22058.677 mph)です。そのため、土星は1回の恒星回転を完了するのに約10時間33分かかり、土星での1日は地球上の現在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、いくつかのスーパーストームを引き起こします。言うまでもなく、惑星の北極の周りの六角形パターンと、その南極の周りの渦嵐です。
そして、木星のように、土星は太陽を周回す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)に相当する軌道周期で、1つの土星(またはクロニア)年は約24,491土日続きます。ただし、木星のように、土星の大気は緯度に応じて異なる速度で回転します。そのため、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 赤道地帯、南赤道帯、北赤道帯を含み、周期は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緯度をカバーし、10時間38分25.4秒の回転周期が割り当てられています。 システムIII 電波放射を使用します に 土星の内部回転速度を測定します。これは、10時間39分22.4秒の回転周期をもたらしました。
これらのさまざまなシステムを使用して、科学者は長年にわたって土星からさまざまなデータを取得しています。たとえば、1980年代に ボイジャー1 そして 2 ミッションは土星の1日は10時間39分24秒であると示しました。 2004年に、Cassini-Huygens宇宙探査機によって提供されたデータは、惑星の重力場を測定し、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UCLAの地球惑星宇宙科学部門の研究によって改訂され、現在の推定値は10時間33分でした。木星の場合と同様に、正確な測定値を取得する際の問題は、ガスの巨人として土星の一部が他のもの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、1日の長さは少し複雑になります。一方では、惑星の恒星回転周期は17時間14分24秒であり、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日と同じくらい続くと言えるでしょう。このガス/氷の巨人が進んでいる極端な軸方向の傾斜がなければ、それは本当でしょう。
軸方向の傾きが97.77°の場合、天王星は基本的に太陽の側を周回します。これは、その北極または南極のいずれかが、その軌道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。 1つの極が天王星の「夏」を通過するとき、それは42年の継続的な日光を経験します。同じ極が太陽から離れたところ(つまり、天王星の「冬」)を指すと、42年間連続して暗闇が続きます。
したがって、ある日の出から次の日の出までの1日が天王星で84年間続くと言うかもしれません。言い換えれば、単一の天王星の日は、単一の天王星の年(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。エルゴは、地球の自転が赤道で17時間14.5分、南に約60度ですが、目に見える大気の特徴は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:
最後に重要なことですが、海王星があります。ここでも、1日の測定はやや複雑です。たとえば、海王星の恒星の自転周期は、およそ16時間6分36秒です(地球の0.6713日に相当)。しかし、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、広い赤道地帯は約18時間の周期で回転します。その間、極域は12時間の周期で最も速く回転します。この差動回転は、太陽系のどの惑星でも最も顕著であり、強い緯度のウィンドシアが発生します。
さらに、惑星の軸方向の傾きが28.32°であるため、地球や火星と同様の季節変動が生じます。海王星の長い軌道周期は、四季が地球の40年間続くことを意味します。しかし、その軸方向の傾きは地球に匹敵するので、その長い年月の経過に伴うその日の長さの変動は、もはや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ランダウンからわかるように、1日を構成するものは完全にあなたの参照フレームに依存します。問題の惑星によって異なることに加えて、季節の周期と惑星上のどこから測定が行われるかを考慮する必要があります。
アインシュタインが要約したように、時間は観測者に相対的です。慣性参照フレームに基づいて、その通過は異なります。そして、地球以外の惑星に立っている場合、昼と夜の概念は地球時間(および特定のタイムゾーン)に設定されているため、かなり混乱する可能性があります。
Space Magazineでは、他の惑星で時間を測定する方法について、興味深い記事を数多く書いています。たとえば、他の惑星での年はどのくらいですか?、どの惑星が最も長い日を持っていますか?、金星の回転、火星での日はどれくらいですか?と木星の一日はどのくらいですか?
詳細については、Space.comのソーラーシステムをご覧ください。
天文学キャストは、エピソード49:水星、およびエピソード95:火星への人間、パート2-入植者を含むすべての惑星でエピソードを持っています