כאן על כדור הארץ אנו נוטים לקחת זמן כמובן מאליו, מעולם לא חשדנו כי התוספות בהן אנו מודדים את זה למעשה יחסית. הדרכים בהן אנו מודדים את ימינו ושעותינו, למשל, הם למעשה תוצאה של המרחק של כוכב הלכת שלנו מהשמש, הזמן שנדרש למסלול, והזמן שנדרש לסובב על צירו. כך גם לגבי כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש שלנו.
בעוד שאנשי האדמה שלנו סומכים על יום שהוא בערך 24 שעות מהשקיעה ועד השקיעה, אורכו של יום בודד בכוכב אחר שונה לגמרי. במקרים מסוימים הם קצרים מאוד, ואילו באחרים הם יכולים להימשך זמן רב יותר משנים - לפעמים במידה ניכרת! בואו נבדוק איך הזמן עובד על כוכבי לכת אחרים ונראה כמה זמן יכול להיות ימיהם, נכון?
יום על כספית:
מרקורי הוא כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש שלנו, והוא נע בין 46,001,200 ק"מ ב perihelion (הקרוב ביותר לשמש) ל 69,816,900 ק"מ באפיליון (הרחוק ביותר). מכיוון שלמרקורי לוקח 58.646 ימי כדור הארץ להסתובב פעם אחת על צירו - aka. תקופת הסיבוב הצדדי שלו - פירוש הדבר שלוקח קצת יותר מ- 58 ימי כדור הארץ עד שמרקורי יחווה יום אחד.
עם זאת, אין לומר כי מרקורי חווה שתי עליות שמש במהלך מעט יותר מ- 58 יום. בשל קרבתו לשמש ומהירותה המהירה בה היא מעגלת אותו, לוקח לשוויון את המקבילה של 175.97 ימי כדור הארץ כדי להופיע שוב באותו מקום בשמיים. מכאן, בעוד שכוכב הלכת מסתובב פעם ב -58 ימי כדור הארץ, הוא בערך 176 יום מזריחה אחת לאחרת בכספית.
מה שכן, לוקח רק ימי כדור הארץ מרקורי 87.969 כדי להשלים מסלול יחיד של השמש (המכונה תקופת מסלולו). משמעות הדבר היא ששנה בכספית היא המקבילה לכ- 88 ימי כדור הארץ, וזה בתורו אומר ששנה מרקורית (או הרמיאנית) יחידה נמשכת רק מחצית האורך של יום מרקורי.
מה שכן, אזורי הקוטב הצפוניים של מרקורי נמצאים כל הזמן בצל. הסיבה לכך היא שצירו מוטה על 0.034 מעלות בלבד (לעומת 23.4 ° כדור הארץ), מה שאומר שהוא אינו חווה וריאציות עונתיות קיצוניות בהן ימים ולילות יכולים להימשך חודשים, תלוי בעונה. בקטבים של מרקורי הוא תמיד חשוך ומוצל. אז אפשר לומר שהקטבים נמצאים במצב קבוע של דמדומים.
יום בוונוס:
ונוס, המכונה גם "התאום של כדור הארץ", היא הכוכב השני הכי קרוב לשמש שלנו - נע בין 107,477,000 ק"מ בפריחיון ל 108,939,000 ק"מ באפיליון. לרוע המזל, ונוס היא גם כוכב הלכת האיטי ביותר, עובדה שמתבטאת בהתבוננות בקטבים שלו. בעוד שכל כוכב לכת אחר במערכת השמש חווה השטחה בקטבים שלהם בגלל מהירות הסיבוב שלהם, ונוס לא חוותה שיטוח כזה.
לנוגה מהירות סיבוב של 6.5 קמ"ש בלבד (4.0 קמ"ש) - לעומת המהירות הרציונאלית של כדור הארץ של 1,670 קמ"ש (1,040 קמ"ש) - מה שמוביל לתקופת סיבוב צדדית של 243.025 יום. מבחינה טכנית, זה עומד על -243.025 יום, מכיוון שהסיבוב של ונוס משודרג. משמעות הדבר היא שנוס מסתובבת בכיוון ההפוך למסלול מסלוליה סביב השמש.
אז אם היית מעל הקוטב הצפוני של ונוס והסתכלת עליו מסתובב סביב השמש, היית רואה שהוא נע בכיוון השעון, ואילו הסיבוב שלו הוא נגד כיוון השעון. עם זאת, משמעות הדבר היא שעדיין נמשכת ונוס 243 ימי כדור הארץ כדי להסתובב פעם אחת על צירו. עם זאת, בדומה למרקורי, מהירות המסלול והסיבוב האיטי של ונוס פירושה שיום סולרי יחיד - הזמן שלוקח לשמש לחזור לאותו מקום בשמיים - נמשך כ 117 יום.
כך שבעוד שנה ונציאנית (או סיונית) עובדת עד 224.701 ימי כדור הארץ, היא חווה פחות משתי שקיעות ושקיעות מלאות באותה תקופה. למעשה, שנה ונציאנית / סייתרית יחידה נמשכת כל 1.92 ימים ונוציאנים / סייתריים. דבר טוב לנוגה יש דברים אחרים במשותף עם כדור הארץ, כי היא בטוחה שאינה המחזור היומי שלה!
יום על כדור הארץ:
כשאנחנו חושבים על יום על כדור הארץ, אנו נוטים לחשוב עליו כמרווח פשוט של 24 שעות. למען האמת, לוקח כדור הארץ בדיוק 23 שעות 56 דקות ו -4.1 שניות לסובב פעם אחת על צירו. בינתיים, בממוצע, יום שמש על פני כדור הארץ הוא אורך 24 שעות, מה שאומר שהוא לוקח זמן זה עד שהשמש תופיע באותו מקום בשמיים. בין שני ערכים אלה, אנו אומרים כי מחזור יום ולילה בודד נמשך 24.
יחד עם זאת, יש וריאציות באורך יום בודד על פני כדור הארץ על בסיס מחזורים עונתיים. בגלל הטיה הצירית של כדור הארץ, כמות אור השמש שחווה בהמיספרות מסוימות תשתנה. המקרה הקיצוני ביותר של זה מתרחש בקטבים, בהם יום ולילה יכולים להימשך ימים או חודשים תלוי בעונה.
בצפון ודרום הפולנים במהלך החורף, לילה בודד יכול להימשך עד שישה חודשים, המכונה "לילה קוטבי". במהלך הקיץ יתנסו בקטבים במה שמכונה "שמש חצות", שבה יום נמשך 24 שעות שלמות. אז באמת, ימים לא פשוטים כמו שאנחנו רוצים לדמיין. אך בהשוואה לכוכבי הלכת האחרים במערכת השמש, ניהול זמן הוא עדיין קל יותר כאן על כדור הארץ.
יום במאדים:
במובנים רבים, מאדים יכולים להיקרא גם "התאום של כדור הארץ". בנוסף לכך שכובעי קרח קוטביים, וריאציות עונתיות ומים (גם אם קפואים) על פני השטח שלהם, יום במאדים הוא די קרוב למה שהוא יום על כדור הארץ. בעיקרו שלוקח למאדים 24 שעות 37 דקות ו 22 שניות כדי להשלים סיבוב יחיד על צירו. המשמעות היא שיום במאדים שווה ל- 1.025957 ימים.
המחזורים העונתיים במאדים, אשר נובעים מכך שיש להם הטיה צירית הדומה לכדור הארץ (25.19 מעלות לעומת 23.4 מעלות כדור הארץ), דומים יותר לאלה שאנו חווים על כדור הארץ מאשר בכל כוכב לכת אחר. כתוצאה מכך, ימי המאדים חווים וריאציות דומות, כאשר השמש עולה מוקדם יותר ונשבת בהמשך הקיץ ואז חווה את ההפך בחורף.
עם זאת, וריאציות עונתיות נמשכות פי שניים על מאדים, בזכות היותו של מאדים במרחק גדול יותר מהשמש. זה מוביל לכך ששנת המאדים אורכה כשנתיים של כדור הארץ - 686.971 ימי כדור הארץ ליתר דיוק, מה שמסתכם עד 668.5991 ימי מאדים (או Sols). כתוצאה מכך, ניתן לצפות ימים ארוכים ולילות ארוכים יותר על פני האדמה האדומה. משהו שקולוניסטים עתידיים צריכים לקחת בחשבון!
יום ביופיטר:
בהתחשב בעובדה שמדובר בכוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש, ניתן היה לצפות שיום ביופיטר יימשך זמן רב. אך כפי שמתברר, יום ג'וביאני הוא באופן רשמי רק 9 שעות, 55 דקות ואורך 30 שניות, מה שאומר שיום אחד הוא קצת יותר משליש מאורך יום כדור הארץ. הסיבה לכך היא שענקית הגז עם מהירות סיבוב מהירה מאוד, שהיא 12.6 קמ"ש (45,300 קמ"ש, או 28148.115 קמ"ש) בקו המשווה. מהירות סיבוב מהירה זו היא גם אחת הסיבות לכך שכוכב הלכת סוער כה אלים.
שימו לב לשימוש במילה רשמית. מכיוון שיופיטר אינו גוף יציב, האטמוספירה העליונה שלו עוברת קצב סיבוב שונה בהשוואה לקו המשווה שלו. בעיקרון, סיבוב האטמוספירה הקוטבית של צדק ארוך יותר בכ -5 דקות מזה של האטמוספרה המשוונית. בגלל זה, אסטרונומים משתמשים בשלוש מערכות כמסגרות ייחוס.
מערכת I מיושמת מקווי הרוחב 10 ° N עד 10 ° S, כאשר תקופת הסיבוב שלה היא הקצרה ביותר בכוכב הלכת, 9 שעות, 50 דקות ו -30 שניות. מערכת II חלה בכל קווי הרוחב שמצפון ודרום לאלה; התקופה שלה היא 9 שעות, 55 דקות ו -40.6 שניות. מערכת III תואמת את הסיבוב של המגנטוספרה של כדור הארץ, ותקופת השימוש בה IAU ו- IAG להגדרת הסיבוב הרשמי של צדק (כלומר 9 שעות 44 דקות ו -30 שניות)
כך שאם הייתם יכולים, תיאורטית, לעמוד על צמרות העננים של יופיטר (או אולי על משטח צף במסלול גיאוסינכרוני), הייתם עדים לשמש העולה מסגרת בתוך פחות מעשר שעות מכל קו רוחב. ובמרחב של שנה יובית יחידה, השמש הייתה זורחת וקובעת בסך הכל 10,476 פעמים.
יום בשבתאי:
מצבו של סטורן דומה מאוד למצב של צדק. למרות גודלו העצום, כוכב הלכת מהירות סיבוב משוערת של 9.87 קמ"ש (35,500 קמ"ש, או 22058.677 קמ"ש). מכיוון שלשבתאי כזה לוקח בערך 10 שעות ו -33 דקות להשלים סיבוב צדדי בודד, מה שהופך יום בודד על סטורן פחות ממחצית ממה שהוא כאן על כדור הארץ. גם כאן התנועה המהירה הזו של האטמוספירה מובילה לכמה סערות-על, שלא לדבר על התבנית המשושה סביב הקוטב הצפוני של כדור הארץ וסערת מערבולת סביב הקוטב הדרומי שלו.
וכמו גם צדק, סטורן לוקח את זמנו למסלול סביב השמש. עם תקופת מסלול שווה ערך ל 10,759.22 ימי כדור הארץ (או 29.4571 שנות כדור הארץ), שנה סטורנית (או קרונית) יחידה נמשכת בערך 24,491 ימי שבתאי. עם זאת, כמו יופיטר, האווירה של שבתאי מסתובבת במהירות שונה בהתאם לרוחב הרוחב, המחייבת את האסטרונומים להשתמש בשלוש מערכות עם מסגרות ייחוס שונות.
מערכת I מקיף את אזור המשווה, את חגורת המשווה הדרומית ואת חגורת המשווה הצפונית, ויש לו תקופה של 10 שעות ו -14 דקות. מערכת II מכסה את כל קווי הרוחב האחרים של שבתאי, למעט הקוטב הצפוני והדרומי, והוקצו להם תקופת סיבוב של 10 שעות 38 דקות 25.4 שניות. מערכת III משתמש בפליטות רדיו ל מדוד את קצב הסיבוב הפנימי של שבתאי, שהניב תקופת סיבוב של 10 שעות 39 דקות 22.4 שניות.
באמצעות מערכות שונות אלה, מדענים השיגו נתונים שונים מסטורן לאורך השנים. לדוגמה, נתונים שהושגו במהלך שנות השמונים על ידי ה- וויאג'ר 1 ו 2 המשימות הצביעו על כך שיום בשבתאי אורך 10 שעות 39 דקות ואורך 24 שניות. בשנת 2004, נתונים שנמסרו על ידי בדיקת החלל קאסיני-הויגנס מדדו את שדה הכבידה של כדור הארץ, שהניב אומדן של 10 שעות, 45 דקות ו -45 שניות (± 36 שניות).
בשנת 2007 תוקן הדבר על ידי מחקרים במחלקת מדעי כדור הארץ, פלנטריים וחלל, UCLA, שהביאו לאומדן הנוכחי של 10 שעות ו -33 דקות. בדומה ליופיטר, הבעיה בהשגת מדידות מדויקות נובעת מהעובדה כי בתור ענק הגז, חלקים של סטורן מסתובבים מהר יותר מאחרים.
יום באורנוס:
כשאנחנו באים לאורנוס, השאלה כמה זמן יום הופכת להיות קצת מסובכת. מצד אחד, לכוכב הלכת יש סיבוב צדדי של 17 שעות 14 דקות ו -24 שניות, שזה המקבילה ל 0.71833 ימי כדור הארץ. אז אפשר לומר שיום באורנוס נמשך כמעט כל יום על כדור הארץ. זה היה נכון, אלמלא הטיה צירית קיצונית שקורה ענק הגז / קרח הזה.
עם הטיה צירית של 97.77 °, אורנוס מקיף למעשה את השמש על צדה. משמעות הדבר היא כי הקוטב הצפוני או הדרומי שלה מכוון כמעט ישירות אל השמש בתקופות שונות בתקופת מסלולו. כאשר עמוד אחד עובר "קיץ" באורנוס הוא יחווה 42 שנים של אור שמש רציף. כאשר אותו קוטב מופנה מהשמש (כלומר "חורף" אורני), הוא יחווה 42 שנים של חושך מתמשך.
מכאן שתוכלו לומר שיום בודד - מזריחת שמש אחת למשנהו - נמשך 84 שנים מלאות באורנוס! במילים אחרות, יום אורני בודד הוא אותו פרק זמן כמו שנה אורנית יחידה (84.0205 שנות כדור הארץ).
בנוסף, כמו עם ענקי הגז / קרח האחרים, אורנוס מסתובב מהר יותר בקווי רוחב מסוימים. ארגו, בעוד שהסיבוב של כוכב הלכת הוא 17 שעות ו -14.5 דקות בקו המשווה, בערך 60 מעלות דרומה, התכונות הגלויות של האטמוספירה נעות הרבה יותר מהר, מה שמייצר סיבוב מלא תוך פחות מ- 14 שעות.
יום בנפטון:
אחרון חביב, יש לנו את נפטון. גם כאן מדידת יום בודד מסובכת מעט. למשל, תקופת הסיבוב הצדדי של נפטון היא בערך 16 שעות, 6 דקות ו -36 שניות (המקבילה ל 0.6713 ימי כדור הארץ). אך בגלל היותו ענק בגז / קרח, קטבי כדור הארץ מסתובבים מהר יותר מקו המשווה.
בעוד שבשדה המגנטי של כדור הארץ מהירות סיבוב של 16.1 שעות, האזור המשווני הרחב מסתובב עם פרק זמן של בערך 18 שעות. בינתיים האזורים הקוטביים מסתובבים הכי מהר, בפרק זמן של 12 שעות. סיבוב דיפרנציאלי זה הוא הבולט ביותר מכל כוכב לכת במערכת השמש, והוא מביא לגזירת רוח רוחבית חזקה.
בנוסף, ההטיה הצירית של כוכב הלכת של 28.32 מעלות תוצאות וריאציות עונתיות הדומות לאלו על פני כדור הארץ ומאדים. תקופת המסלול הארוכה של נפטון פירושה שהעונות נמשכות ארבעים שנות כדור הארץ. אך מכיוון שההטיה הצירית שלו דומה לזו של כדור הארץ, השונות באורך היום שלה לאורך השנה הארוכה אינה קיצונית יותר.
כפי שאתה יכול לראות מהסיכום הקטן הזה של כוכבי הלכת השונים במערכת השמש שלנו, מה שמהווה יום תלוי לחלוטין במסגרת ההתייחסות שלך. בנוסף לזה משתנה בהתאם לכוכב הלכת המדובר, עליכם לקחת בחשבון גם מחזורים עונתיים והיכן בכוכב הלכת נלקחות המדידות.
כפי שאיינשטיין סיכם, הזמן הוא יחסית לצופה. על סמך מסגרת ההתייחסות האינרציאלית שלך, המעבר שלה יהיה שונה. וכשאתה עומד על כוכב לכת שאינו כדור הארץ, הרעיון שלך ביום ובלילה, שמוגדר לזמן כדור הארץ (ואזור זמן ספציפי) עשוי להתבלבל למדי!
כתבנו מאמרים רבים ומעניינים כיצד נמדד זמן בכוכבי לכת אחרים כאן במגזין החלל. לדוגמה, הנה כמה זמן הוא שנה בכוכבי הלכת האחרים ?, לאיזה כדור הארץ יש את היום הארוך ביותר?, סיבוב ונוס, כמה זמן הוא יום במאדים? וכמה זמן הוא יום ביופיטר ?.
אם אתם מחפשים מידע נוסף, בדקו את מערכת השמש שלנו ב- Space.com
לאסטרונומיה קאסט יש פרקים על כל כוכבי הלכת, כולל פרק 49: מרקורי, ופרק 95: בני אדם למאדים, חלק ב '- קולוניסטים
