Ovdje na Zemlji skloni smo uzimati vrijeme zdravo za gotovo, nikad ne sumnjajući da su priraštaji s kojima mjerimo zapravo relativno. Na primjer, način na koji mjerimo naše dane i godine, zapravo je rezultat udaljenosti našeg planeta od Sunca, vremena koje je potrebno za orbitu i vremena koje je potrebno da se okreće na svojoj osi. Isto vrijedi i za ostale planete u našem Sunčevom sustavu.
Dok mi Zemljani računamo kako će dan biti od sunčanja do zalaska sunca oko 24 sata, duljina jednog dana na drugom planetu prilično je različita. U nekim su slučajevima vrlo kratke, dok u drugima mogu trajati duže od godina - ponekad znatno! Idemo istražiti kako vrijeme djeluje na drugim planetima i vidjeti koliko dugo mogu da im prođu dani, zar ne?
Dan na Merkuru:
Merkur je našem Suncu najbliži planet, a kreće se od 46,001.200 km periheliona (najbliže Suncu) do 69,816,900 km u afeliju (najudaljeniji). Budući da je potrebno 58.646 zemeljskih dana da se Merkut jednom rotira na svojoj osi - aka. njegovo razdoblje bočne rotacije - to znači da je potrebno više od 58 zemeljskih dana da Merkur doživi jedan dan.
Međutim, to ne znači da Merkur doživljava dva izlaska sunca u nešto više od 58 dana. Zbog blizine Sunca i velike brzine kojom kruži, potrebno je 175,97 zemeljskih dana da se Sunce ponovo pojavi na istom mjestu na nebu. Dakle, dok se planeta rotira jednom svakih 58 zemaljskih dana, na Merkuru je otprilike 176 dana od izlaska sunca do drugog.
Štoviše, Merkuru je potrebno 87.969 zemaljskih dana da ispuni jednu orbitu Sunca (aka. Njegovo orbitalno razdoblje). To znači da je godina na Merkuru ekvivalentna oko 88 zemaljskih dana, što zauzvrat znači da jedna Merkurijeva (ili Hermijska) godina traje tek upola manje od dana Merkurja.
Štoviše, sjeverni polarni predjeli Merkura stalno su u hladu. To je zbog nagiba osi za samo 0,034 ° (u usporedbi sa Zemljinom 23,4 °), što znači da ne doživljava ekstremne sezonske varijacije u kojima dani i noći mogu trajati mjesecima, ovisno o sezoni. Na polovima Merkura uvijek je mračno i sjenovito. Dakle, mogli biste reći da su motke u stalnom sumraku.
Dan na Veneri:
Poznata i kao "Zemljina blizanka", Venera je drugi najbliži planet našem Suncu - u rasponu od 107,477,000 km u periheliju do 108,939,000 km pri afeliju. Nažalost, Venera je i najsporije planeta u pokretu, što se očituje gledanjem njenih pola. Dok je svaki drugi planet u Sunčevom sustavu doživio ravnanje na njihovim polovima zbog brzine njihovog okretanja, Venera nije doživjela takvo spljoštavanje.
Venera ima brzinu rotacije od samo 6,5 km / h (4,0 mph) - u usporedbi sa Zemljinom racionalnom brzinom od 1670 km / h (1,040 mph) - što dovodi do bočnog perioda rotacije od 243,025 dana. Tehnički je prošlo -243.025 dana jer je Venera rotacija retrogradna. To znači da se Venera okreće u smjeru suprotnom od svoje orbitalne staze oko Sunca.
Dakle, da ste bili iznad Venerovog sjevernog pola i gledali ga kako kruži oko Sunca, vidjeli biste da se kreće u smjeru kazaljke na satu, dok je njegova rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Ipak, to još uvijek znači da Veneri treba 243 zemaljska dana da se jednom rotira na svojoj osi. Međutim, slično kao Merkur, Venera-ova orbitalna brzina i sporo okretanje znači da jedan sunčev dan - vrijeme potrebno da se Sunce vrati na isto mjesto na nebu - traje oko 117 dana.
Dakle, dok jedna venerijska (ili ciparska) godina traje do 224.701 zemaljskih dana, ona doživljava manje od dva puna izlaska i zalaska Sunca u tom vremenu. U stvari, jedna venerijska / citeranska godina traje čak 1,92 venecijansko-citerska dana. Dobra stvar što Venera ima i druge zajedničke stvari sa Zemljom, jer je sigurna da to nije njezin dnevni ciklus!
Dan na zemlji:
Kada razmišljamo o danu na Zemlji, skloni smo razmišljati o tome kao o jednostavnom intervalu od 24 sata. Zapravo, Zemlji je potrebno tačno 23 sata 56 minuta i 4,1 sekundu da se jednom okreće na svojoj osi. U međuvremenu, u prosjeku je sunčani dan na Zemlji dugačak 24 sata, što znači da je potrebno toliko vremena da se Sunce pojavi na istom mjestu na nebu. Između ove dvije vrijednosti kažemo da jedan dnevni i noćni ciklus traje čak 24.
U isto vrijeme, postoje varijacije u duljini jednog dana na planeti na temelju sezonskih ciklusa. Zbog aksijalnog nagiba Zemlje, količina sunčeve svjetlosti na određenim polutkama će se razlikovati. Najekstremniji slučaj toga događa se na polovima, gdje dan i noć mogu trajati danima ili mjesecima, ovisno o sezoni.
Na sjevernom i južnom polu tokom zime, jedna noć može trajati i do šest mjeseci, što je poznato kao "polarna noć". Tijekom ljeta, motke će doživjeti ono što se naziva „ponoćno sunce“, gdje dan traje puna 24 sata. Tako da stvarno dani nisu tako jednostavni kao što to želimo zamisliti. Ali u usporedbi s drugim planetima Sunčevog sustava, upravljanje vremenom je još lakše na Zemlji.
Dan na Marsu:
Mars se u mnogim aspektima može nazvati i "Zemljin blizanci". Osim što na svojoj površini ima polarne ledene kape, sezonske varijacije i vodu (iako smrznutu), dan na Marsu prilično je sličan danu na Zemlji. U osnovi, Marsu je potrebno 24 sata 37 minuta i 22 sekunde da izvrši jednu rotaciju na svojoj osi. To znači da je dan na Marsu ekvivalentan 1.025957 dana.
Sezonski ciklusi na Marsu, koji nastaju zbog toga što ima aksijalni nagib sličan zemljinoj (25,19 ° u odnosu na zemljinu 23,4 °), sličniji su onima koje doživljavamo na Zemlji nego na bilo kojem drugom planetu. Kao rezultat toga, marsovski dani doživljavaju slične varijacije, s tim da se Sunce brže izlazi i zalazi kasnije ljeti, a zatim zimi doživljava obrnuto.
Međutim, sezonske varijacije traju dvostruko duže na Marsu, zahvaljujući tome što je Mars na većoj udaljenosti od Sunca. To dovodi do toga da je marsovska godina duga oko dvije zemaljske godine - tačno 686.971 zemaljski dan, što odgovara 668.5991 marsovskih dana (ili Solu). Kao rezultat toga, mogu se očekivati da na Crvenoj planeti traju mnogo duži dani i duže noći. Nešto što će uzeti u obzir budući kolonisti!
Dan na Jupiteru:
S obzirom na činjenicu da je najveći planet u Sunčevom sustavu, moglo bi se očekivati da će dan na Jupiteru dugo trajati. No, kako se ispostavilo, Jovianov dan službeno je samo 9 sati, 55 minuta i 30 sekundi, što znači da je jedan dan dužine od Zemlje nešto više od trećine. To je zbog plinskog giganta koji ima vrlo veliku brzinu rotacije, koja iznosi 12,6 km / s (45,300 km / h, odnosno 28148,115 mph) na ekvatoru. Ova velika brzina rotacije također je jedan od razloga zašto na planeti vladaju takve žestoke oluje.
Obratite pažnju na uporabu riječi službeno, Kako Jupiter nije čvrsto tijelo, njegova gornja atmosfera prolazi kroz različitu brzinu rotacije u odnosu na njegov ekvator. U osnovi, rotacija Jupiterove polarne atmosfere je oko 5 minuta duža od one u ekvatorijalnoj atmosferi. Zbog toga astronomi koriste tri sustava kao referentni okvir.
Sustav I primjenjuje se od zemljopisnih širina 10 ° S do 10 ° J, gdje je njegovo razdoblje rotacije najkraće na planeti, u 9 sati, 50 minuta i 30 sekundi. Sustav II primjenjuje se na svim geografskim širinama sjeverno i južno od njih; njegovo razdoblje je 9 sati, 55 minuta i 40,6 sekundi. Sustav III odgovara rotaciji magnetosfere planeta, a IAU i IAG to razdoblje koriste za definiranje službene rotacije Jupitera (tj. 9 sati 44 minuta i 30 sekundi)
Dakle, ako biste mogli teoretski stajati na oblačnim vrhovima Jupitera (ili možda na plutajućoj platformi u geosinhronoj orbiti), bili biste svjedoci sunca kako izlazi zalazi u razmaku kraćem od 10 sati s bilo koje zemljopisne širine. I u razmaku od jedne jovianske godine, sunce bi izlazilo i zalazilo ukupno oko 10.476 puta.
Dan na Saturnu:
Saturnova situacija je vrlo slična situaciji Jupitera Unatoč ogromnoj veličini, planeta ima procijenjenu brzinu rotacije od 9,87 km / s (35,500 km / h, odnosno 22058,677 mph). Kao takvom Saturnu je potrebno oko 10 sati i 33 minuta da završi jednu bočnu rotaciju, čineći jedan dan na Saturnu manje od polovine onoga što je ovdje na Zemlji. I ovdje ovo brzo kretanje atmosfere dovodi do nekih super oluja, a da ne spominjemo šesterokutni uzorak oko sjevernog pola planete i vrtložne oluje oko njegovog južnog pola.
Kao i Jupiter, Saturn provodi svoje vrijeme u orbiti. S orbitalnim razdobljem koje je ekvivalentno 10.759,22 zemaljskih dana (ili 29.4571 Zemljinih godina), jedna Saturna (ili Kronija) godina traje otprilike 24.491 saturnijski dan. Međutim, poput Jupitera, atmosfera Saturna se okreće različitom brzinom ovisno o zemljopisnoj širini, što zahtijeva da astronomi koriste tri sustava s različitim referentnim okvirima.
Sustav I obuhvaća Ekvatorijalnu zonu, Južni ekvatorijalni pojas i Sjeverni ekvatorijalni pojas i ima razdoblje od 10 sati i 14 minuta. Sustav II pokriva sve druge Saturnove zemljopisne širine, isključujući sjeverni i južni pol, i dodijeljeno im je razdoblje rotacije od 10 h 38 min 25,4 sec. Sustav III koristi radio emisije do izmjerite brzinu rotacije unutar Saturna, što je rezultiralo vremenom rotacije od 10 h 39 min 22,4 sec.
Koristeći ove različite sustave, znanstvenici su dobivali različite podatke od Saturna tijekom godina. Na primjer, podaci dobiveni tijekom 1980-ih od strane Voyager 1 i 2 misije su ukazivale da je dan na Saturnu bio dugačak 10 sati 39 minuta i 24 sekunde. U 2004., prema podacima o svemirskoj sondi Cassini-Huygens, izmjereno je gravitacijsko polje planeta koje je procijenilo 10 sati, 45 minuta i 45 sekundi (± 36 s).
2007. godine ovo je revidirano istraživanjima na Odjelu za Zemlju, planetarne i svemirske znanosti, UCLA, koja su rezultirala trenutnom procjenom od 10 sati i 33 minute. Kao i kod Jupitera, problem dobivanja točnih mjerenja proizlazi iz činjenice da se dijelovi Saturna, kao plinski gigant, okreću brže od ostalih.
Dan Urana:
Kada dođemo do Urana, pitanje koliko dugo traje dan postaje pomalo komplicirano. S jedne strane, planet ima bočno razdoblje rotacije od 17 sati, 14 minuta i 24 sekunde, što je ekvivalent 0,71833 zemaljskih dana. Pa mogli biste reći da dan na Uranu traje gotovo isto koliko i dan na Zemlji. Točno bi bilo, da nije bilo ekstremnog aksijalnog nagiba koje ovaj plinski / ledeni div ide.
S aksijalnim nagibom od 97,77 °, Uran u osnovi kruži oko Sunca na svojoj strani. To znači da je ili njegov sjeverni ili južni pol u različitom vremenu orbitalnog perioda usmjeren gotovo prema Suncu. Kada jedan polet prođe kroz "ljeto" na Uranu, on će doživjeti 42 godine neprekidne sunčeve svjetlosti. Kad se isti isti stup usmjeri prema Suncu (tj. Uranskoj "zimi"), on će doživjeti 42 godine neprekidne tame.
Dakle, mogli biste reći da jedan dan - od jednog izlaska do drugog - na Uranu traje punih 84 godine! Drugim riječima, jedan dan Uranana je isto toliko vremena kao i jedna Urananska godina (84.0205 zemaljskih godina).
Osim toga, kao i drugi plinovi / ledeni divovi, Uran se brže okreće na određenim širinama. Ergo, dok je rotacija planeta 17 sati i 14,5 minuta na ekvatoru, na oko 60 ° južno, vidljiva obilježja atmosfere kreću se mnogo brže, čineći potpunu rotaciju za samo 14 sati.
Dan na Neptunu:
Posljednje, ali ne najmanje bitno, imamo Neptun. I ovdje je mjerenje pojedinog dana pomalo komplicirano. Na primjer, bočno razdoblje rotacije Neptuna je otprilike 16 sati, 6 minuta i 36 sekundi (ekvivalentno 0,6713 Zemljinih dana). Ali budući da je plin / ledeni gigant, pola planeta rotira se brže od ekvatora.
Dok magnetsko polje planeta ima rotaciju od 16,1 sati, široka ekvatorijalna zona rotira se s vremenom od oko 18 sati. U međuvremenu se polarne regije okreću najbrže u razdoblju od 12 sati. Ova diferencijalna rotacija najizraženija je od bilo kojeg planeta u Sunčevom sustavu, a rezultira snažnim širenjima širine vjetra.
Osim toga, osno nagib planeta od 28,32 ° rezultira sezonskim varijacijama koje su slične onima na Zemlji i Marsu. Dugo orbitalno razdoblje Neptuna znači da godišnja doba traje četrdeset zemaljskih godina. Ali budući da je njegov aksijalni nagib usporediv sa Zemljinom, varijacije u duljini njegovog dana tokom duge godine nisu više ekstremne.
Kao što možete vidjeti iz ovog malog prelaska različitih planeta u našem Sunčevom sustavu, ono što čini dan ovisi u potpunosti o vašem referentnom okviru. Uz to što se razlikuje ovisno o planeti o kojoj je riječ, morate uzeti u obzir i sezonske cikluse i odakle na planeti mjerenja.
Kao što je Einstein sažeo, vrijeme je u odnosu na promatrača. Na temelju vašeg inercijalnog referentnog okvira njegov će se prolaz razlikovati. A kad stojite na planeti koja nije Zemlja, vaš će se koncept dana i noći koji je postavljen na Zemljino vrijeme (i određenu vremensku zonu) vjerojatno zbuniti!
Napisali smo mnogo zanimljivih članaka o tome kako se vrijeme mjeri na drugim planetima ovdje u časopisu Space Magazine. Na primjer, evo koliko je godina na ostalim planetima? Koja planeta ima najduži dan ?, rotacija Venere, koliko je dan na Marsu? i koliko traje jedan dan na Jupiteru?
Ako tražite dodatne informacije, pogledajte naš Sunčev sustav na Space.com
Astronomy Cast ima epizode na svim planetima, uključujući epizodu 49: Merkur i epizoda 95: Ljudi do Marsa, 2. dio - Kolonisti
