Тут, на Землі, ми, як правило, приймаємо час як належне, ніколи не підозрюючи, що прирости, за допомогою яких ми його вимірюємо, насправді досить відносні. Наприклад, способи вимірювання наших днів і років, насправді, є результатом відстані нашої планети від Сонця, часу, необхідного для орбіти, і часу, необхідного для обертання на своїй осі. Те саме стосується інших планет нашої Сонячної системи.
У той час як ми, земляни, розраховуємо, що день від заходу до заходу сягає приблизно 24 години, тривалість одного дня на іншій планеті зовсім інша. В одних випадках вони дуже короткі, тоді як в інших вони можуть тривати довше років - іноді значно! Давайте переглянемо, як працює час на інших планетах, і подивимось, як довго можуть тривати їх дні, чи не так?
День на ртуть:
Меркурій - найближча до нашого Сонця планета, яка становить від 46 001 200 км в перихеліоні (найближчий до Сонця) до 69 816 900 км в афеліоні (найдалі). Оскільки для Меркурія потрібно один раз обертатись на своїй осі 58.646 земних днів - ака. її період сидерального обертання - це означає, що Меркурію потрібно трохи більше 58 земних днів, щоб пережити один день.
Однак це не означає, що Меркурій переживає два сходу сонця за трохи більше 58 днів. Через близькість до Сонця та швидку швидкість, з якою він обходить його, потрібно еквівалент 175,97 земних днів, щоб Сонце знову з’явилося там же на небі. Отже, хоча планета обертається один раз кожні 58 земних днів, це приблизно 176 днів від одного сходу сонця до другого на Меркурії.
Більше того, для проходження єдиної орбіти Сонця (також його орбітального періоду) потрібно лише 87,969 земних днів Меркурія. Це означає, що рік на Меркурії - це еквівалент приблизно 88 земним дням, а це, в свою чергу, означає, що один меркурійський (або гермійський) рік триває всього вдвічі довше, ніж день Меркурія.
Більше того, північні полярні райони Меркурія постійно знаходяться в тіні. Це пов’язано з нахилом осі під 0,034 ° (порівняно з 23,4 ° Землі), що означає, що вона не відчуває надзвичайних сезонних змін, коли дні та ночі можуть тривати місяцями залежно від пори року. На стовпах Меркурія завжди темно і тінисто. Тож можна сказати, що полюси перебувають у постійному сутінковому стані.
День на Венері:
Також відомий як "Близнюк Землі", Венера є другою найближчою до нашого Сонця планетою - від 107 477 000 км в перихеліоні до 108 939 000 км в афелії. На жаль, Венера - це також найбільш повільно рухається планета, факт, що стає очевидним, дивлячись на її полюси. У той час як кожна інша планета Сонячної системи відчувала сплющення на полюсах через швидкість їхнього віджиму, Венера не відчула такого сплющення.
Венера має швидкість обертання всього 6,5 км / год (4,0 миль / год) - порівняно з раціональною швидкістю Землі 1670 км / год (1040 миль / год) - що призводить до періоду бокового обертання 243.025 днів. Технічно це -243.025 днів, оскільки обертання Венери є ретроградним. Це означає, що Венера обертається в напрямку, протилежному її орбітальному шляху навколо Сонця.
Отже, якби ви були над північним полюсом Венери і спостерігали, як вона кружляє навколо Сонця, ви побачили б, що вона рухається за годинниковою стрілкою, тоді як її обертання - проти годинникової стрілки. Тим не менш, це все ще означає, що Венера займає 243 земні дні, щоб один раз обертатися на своїй осі. Однак, як і Меркурій, орбітальна швидкість Венери і повільне обертання, означає, що один сонячний день - час, який Сонцю потрібно повернути на те саме місце на небі - триває близько 117 днів.
Отже, хоча один венеріанський (або цифрейський) рік проходить до 224,701 земних днів, він зазнає менше, ніж два повних сходу і заходу сонця за той час. Насправді один венеціанський / цифрейський рік триває до 1,92 венеціанських / цифрейських днів. Добре, що у Венери є інші спільні риси із Землею, адже вона впевнена, що це не добовий цикл!
День на Землі:
Коли ми думаємо про день на Землі, ми схильні думати про це як простий інтервал 24 години. По правді кажучи, для обертання Землі один раз на своїй осі потрібно 23 години 56 хвилин і 4,1 секунди. Тим часом, у середньому сонячний день на Землі триває 24 години, а значить, потрібне стільки часу, щоб Сонце з’явилося там же на небі. Між цими двома значеннями, ми говоримо, що один день і нічний цикл триває рівно 24.
У той же час на планеті існують зміни тривалості одного дня на основі сезонних циклів. Через осьовий нахил Землі кількість сонячного світла в певних півкулях буде змінюватися. Найбільш крайній випадок цього відбувається на полюсах, де день і ніч можуть тривати днями або місяцями залежно від пори року.
На Північному та Південному полюсах взимку одна ніч може тривати до шести місяців, що називається "полярною ніччю". Влітку полюси відчують те, що називається "північним сонцем", де день триває цілих 24 години. Тож справді дні не такі прості, як ми любимо собі уявляти. Але порівняно з іншими планетами Сонячної системи, управління часом все ж простіше тут, на Землі.
День на Марсі:
Багато в чому Марс також можна назвати «Близнюком Землі». Окрім того, що на його поверхні є полярні крижані шапки, сезонні коливання та вода (хоч і замерзла), день на Марсі досить близький до того, який день на Землі. По суті, Марсу потрібно 24 години 37 хвилин і 22 секунди, щоб виконати одне обертання на своїй осі. Це означає, що день на Марсі еквівалентний 1,025957 дня.
Сезонні цикли на Марсі, які через нього мають осьовий нахил, подібний до земного (25,19 ° порівняно з 23,4 ° Землі), схожіші на ті, що ми спостерігаємо на Землі, ніж на будь-якій іншій планеті. В результаті марсіанські дні відчувають подібні зміни, коли Сонце встає швидше і заходить пізніше влітку, а потім переживає зворотній зимовий період.
Однак сезонні зміни тривають у Марсі вдвічі довше, завдяки тому, що Марс знаходиться на більшій відстані від Сонця. Це призводить до того, що марсіанський рік триває приблизно два земні роки - точніше 686.971 земний день, що дорівнює 668.5991 марсіанським дням (або солам). Як результат, на Червоній планеті можна очікувати триваліших днів та довших ночей. Щось для майбутніх колоністів для розгляду!
День на Юпітері:
Враховуючи той факт, що це найбільша планета Сонячної системи, можна було б очікувати, що день на Юпітері триватиме довго. Але, як виявляється, день Джовіана офіційно становить лише 9 годин, 55 хвилин і 30 секунд, а це означає, що один день складає трохи більше третини земного дня. Це пояснюється тим, що газовий гігант має дуже високу швидкість обертання, яка становить 12,6 км / с (45 300 км / год, або 28148,115 миль / год) на екваторі. Ця швидка швидкість обертання також є однією з причин того, що на планеті виникають такі бурхливі бурі.
Зверніть увагу на вживання слова офіційно. Оскільки Юпітер не є твердим тілом, його верхня атмосфера зазнає різної швидкості обертання порівняно з його екватором. В основному обертання полярної атмосфери Юпітера приблизно на 5 хвилин довше, ніж у екваторіальній атмосфері. Через це астрономи використовують три системи в якості систем відліку.
Система I застосовується від широт 10 ° с.ш. до 10 ° с.ш., де період її обертання є найкоротшим на планеті за 9 годин, 50 хвилин та 30 секунд. Система II застосовується на всіх широтах на північ і південь від них; його період - 9 годин, 55 хвилин і 40,6 секунди. Система III відповідає обертанню магнітосфери планети, і цей період використовується IAU та IAG для визначення офіційного обертання Юпітера (тобто 9 годин 44 хвилин і 30 секунд)
Отже, якби ви могли теоретично стояти на вершинах хмари Юпітера (або, можливо, на плаваючій платформі на геосинхронній орбіті), ви були б свідками того, як сонце піднімається в простір менше ніж 10 годин з будь-якої широти. І в проміжок одного року Джовіан сонце зійшло і сходило б приблизно в 10 476 разів.
День на Сатурні:
Ситуація Сатурна дуже схожа на ситуацію Юпітера. Незважаючи на свій масивний розмір, планета має орієнтовну швидкість обертання в 9,87 км / с (35 500 км / год або 22058,677 миль / год). Як такий Сатурну потрібно близько 10 годин і 33 хвилин, щоб здійснити єдину сидереальну обертання, зробивши за один день на Сатурні менше половини того, що він тут, на Землі. І тут цей швидкий рух атмосфери призводить до деяких супер штормів, не кажучи вже про шестикутну схему навколо північного полюса планети та вихровий шторм навколо її південного полюса.
І, як і Юпітер, Сатурн проводить свій час на орбіті Сонця. З орбітальним періодом, що еквівалентно 10 759,22 земних днів (або 29,4571 земного року), один сатурніанський (або кронічний) рік триває приблизно 24 491 сатурнійський день. Однак, як і Юпітер, атмосфера Сатурна обертається з різною швидкістю залежно від широти, що вимагає, щоб астрономи використовували три системи з різними системами відліку.
Система I охоплює екваторіальну зону, Південний екваторіальний пояс і Північний екваторіальний пояс і має період 10 годин 14 хвилин. Система II охоплює всі інші сатурніанські широти, за винятком північного та південного полюсів, і їм було призначено період обертання 10 год 38 хв 25,4 сек. Система III використовує радіовипромінювання до вимірюйте внутрішню швидкість обертання Сатурна, яка дала період обертання 10 год 39 хв 22,4 сек.
Використовуючи ці різні системи, вчені отримали різні дані від Сатурна протягом багатьох років. Наприклад, дані, отримані в 1980-х роках Вояджер 1 і 2 місії вказували, що день на Сатурні тривав 10 годин 39 хвилин і 24 секунди. У 2004 році дані, представлені космічним зондом Кассіні-Гюйгенса, вимірювали гравітаційне поле планети, за яким оцінювали 10 годин, 45 хвилин і 45 секунд (± 36 сек).
У 2007 році це було переглянуто дослідженнями відділу наук про землю, планети та космос, UCLA, в результаті яких поточна оцінка склала 10 годин 33 хвилини. Як і у Юпітера, проблема отримання точних вимірювань виникає через те, що, як газовий гігант, частини Сатурна обертаються швидше, ніж інші.
День на Уран:
Коли ми приходимо до Урана, питання про те, як триває день, стає дещо складним. З одного боку, планета має бічний період обертання 17 годин 14 хвилин і 24 секунди, що еквівалентно 0,71833 земних днів. Тож можна сказати, що день на Урані триває майже так само довго, як день на Землі. Це було б правдою, якби не надзвичайний осьовий нахил цього газового / крижаного гіганта.
З осьовим нахилом 97,77 ° Уран по суті обертається Сонцем на боці. Це означає, що або його північний, або південний полюс спрямований майже прямо на Сонце в різний час свого орбітального періоду. Коли один полюс переживе «літо» на Урані, він відчує 42 роки безперервного сонячного світла. Коли той же полюс буде спрямований від Сонця (тобто уранової «зими»), він переживе 42 роки безперервної темряви.
Отже, ви можете сказати, що один день - від одного сходу сонця до другого - триває цілих 84 роки на Урані! Іншими словами, один уранський день - це стільки ж часу, як і один уранський рік (84.0205 земних років).
Крім того, як і в інших газових / крижаних гігантів, Уран обертається швидше на певних широтах. Ерго, хоча обертання планети становить 17 годин і 14,5 хвилин на екваторі, приблизно на 60 ° на південь, видимі особливості атмосфери рухаються набагато швидше, роблячи повне обертання всього за 14 годин.
День на Нептуні:
Останнє, але не менш важливе, у нас є Нептун. І тут вимірювати один день дещо складно. Наприклад, період обертання Нептуна в боковому режимі становить приблизно 16 годин, 6 хвилин і 36 секунд (еквівалент 0,6713 земних днів). Але завдяки тому, що він є газовим / крижаним гігантом, полюси планети обертаються швидше, ніж екватор.
Якщо магнітне поле планети має швидкість обертання 16,1 години, широка екваторіальна зона обертається з періодом близько 18 годин. Тим часом полярні регіони обертаються найшвидше, за період 12 годин. Це диференціальне обертання є найбільш вираженим із будь-якої планети Сонячної системи, і це призводить до сильного зсуву вітру в широтному напрямку.
Крім того, осьовий нахил планети на 28,32 ° призводить до сезонних змін, схожих на Землю та Марс. Тривалий орбітальний період Нептуна означає, що сезони тривають сорок земних років. Але оскільки його осьовий нахил можна порівняти із земним, зміна тривалості його дня протягом тривалого року не є вже більш екстремальним.
Як видно з цього невеликого прольоту різних планет нашої Сонячної системи, те, що становить день, повністю залежить від вашої системи відліку. Окрім того, що він змінюється залежно від планети, яку ви маєте, ви також повинні враховувати сезонні цикли та звідки на планеті проводяться вимірювання.
Як підсумував Ейнштейн, час спостерігається відносно спостерігача. Виходячи з вашої інерціальної системи відліку, її проходження буде відрізнятися. А коли ви стоїте на іншій планеті, ніж Земля, ваше поняття дня і ночі, яке встановлено на земний час (і конкретний часовий пояс), швидше за все, заплутається!
Ми написали багато цікавих статей про те, як вимірюється час на інших планетах тут, у космічному журналі. Наприклад, ось як триває рік на інших планетах ?, яка планета має найдовший день ?, обертання Венери, як довгий день на Марсі? і як довгий день на Юпітері ?.
Якщо ви шукаєте додаткову інформацію, перегляньте нашу Сонячну систему на Space.com
Астрономічна ролях має епізоди на всіх планетах, включаючи Епізод 49: Меркурій та Епізод 95: Люди на Марс, частина 2 - Колоністи
