Siin Maal kipume tavaliselt võtma aega iseenesestmõistetavana, kunagi pole kahtlustanud, et selle juurdekasvud, millega me seda mõõdame, on tegelikult üsna suhtelised. Näiteks viisid, kuidas me oma päevi ja aastaid mõõdame, tulenevad tegelikult meie planeedi kaugusest Päikesest, orbiidile kuluvast ajast ja telje pöörlemiseks kuluvast ajast. Sama kehtib ka teiste meie Päikesesüsteemi planeetide kohta.
Kui meie, maalased, arvestame päevaga, mis on päikesest päikeseni kuni ööpäevani umbes 24 tundi, on teisel planeedil ühe päeva pikkus üsna erinev. Mõnel juhul on need väga lühikesed, samas kui teistel võivad need kesta kauem kui aastaid - mõnikord märkimisväärselt! Vaatame, kuidas aeg töötab teistel planeetidel, ja vaatame, kui pikad võivad olla nende päevad?
Päev elavhõbedal:
Elavhõbe on meie Päikesele kõige lähemal asuv planeet, ulatudes perihelioonis 46 001 200 km (Päikesele kõige lähemal) kuni 69 816 900 km afeelioni (kõige kaugemal). Kuna Merkuuri ühe telje pöörlemiseks kulub 58,646 maapäeva - alias. selle külgsuunalise pöörlemise periood - see tähendab, et Merkuuril ühe päeva kogemiseks kulub veidi üle 58 Maa päeva.
See aga ei tähenda, et Merkuur kogeb pisut päikesetõusu veidi enam kui 58 päeva jooksul. Kuna see on Päikese lähedal ja kui kiiresti ta ringi tiirleb, kulub Päikese taevasse kohta ilmumiseks samas kohas 175,97 maapäeva. Ehkki planeet pöörleb üks kord iga 58 maapäeva jooksul, on Merkuuril ühest päikesetõusust teise umbes 176 päeva.
Veelgi enam, Päikese ühe orbiidi (teise nimega selle orbitaalperiood) läbimiseks kulub Merkuuril 87,996 maapäeva. See tähendab, et aasta elavhõbedal võrdub umbes 88 Maa päevaga, mis omakorda tähendab, et üks Mercuriuse (või Hermia) aasta kestab vaid poole kauem kui Merkuuri päev.
Veelgi enam, Merkuuri põhjapolaarsed piirkonnad on pidevalt varjus. Selle põhjuseks on asjaolu, et selle telg on kallutatud kõigest 0,034 ° (võrreldes Maa 23,4 °), mis tähendab, et sellel ei esine äärmuslikke hooajalisi muutusi, kus päevad ja ööd võivad sõltuvalt aastaajast kesta mitu kuud. Merkuuri postidel on see alati tume ja varjuline. Nii et võiks öelda, et postid on pidevalt hämaruses.
Päev Veenusel:
Veenus, tuntud ka kui „Maa kaksik”, on meie Päikesele teine lähim planeet - vahemikus 107,477 000 km perihelioonis kuni 108 939 000 km athelionil. Kahjuks on Veenus ka kõige aeglasemalt liikuv planeet - asjaolu, mis ilmneb selle poolustele vaadates. Kui iga teine Päikesesüsteemi planeet on oma keerutuse kiiruse tõttu kogenud oma poolustel lamestamist, siis Veenusel sellist lamestamist pole olnud.
Veenuse pöörlemiskiirus on vaid 6,5 km / h (4,0 mph) - võrreldes Maa ratsionaalse kiirusega 1670 km / h (1040 mph) -, mis põhjustab külgsuunalise pöörlemisperioodi 243,025 päeva. Tehniliselt on see -243,025 päeva, kuna Veenuse pöörlemine on tagurlik. See tähendab, et Veenus pöörleb ümber oma orbitaaltee Päikese ümber.
Nii et kui oleksite Veenuse põhjapooluse kohal ja vaataksite seda ringi ümber Päikese, näeksite, et see liigub päripäeva, samal ajal kui selle pöörlemine on vastupäeva. Sellegipoolest tähendab see ikkagi seda, et Veenusel kulub ühe telje pöörlemiseks üle 243 Maa päeva. Sarnaselt elavhõbeda, Veenuse orbitaalkiiruse ja aeglase pöörlemisega tähendab see, et üks päikesepäev - aeg, mille jooksul Päike pöördub tagasi taevasse samasse kohta - kestab umbes 117 päeva.
Ehkki üks Veenuse (või Cytherean) aasta töötab 224.701 Maa päevani, kogeb ta sel ajal vähem kui kahte täielikku päikesetõusu ja loojangut. Tegelikult kestab üksik Veenuse / Tsüteeria aasta sama kaua kui 1,92 Veenuse / Tsüteeria päeva. Hea asi, et Veenusel on Maaga ka teisi ühiseid asju, sest on kindel, et see pole tema päevane tsükkel!
Päev maa peal:
Kui mõtleme päevale Maal, kipume seda mõtlema lihtsa 24-tunnise intervalliga. Tegelikult võtab Maa ühe telje pöörlemiseks aega täpselt 23 tundi 56 minutit ja 4,1 sekundit. Vahepeal on Päikesepäev Maal keskmiselt 24 tundi pikk, mis tähendab, et Päikese ilmumiseks samasse kohta taevasse kulub sama palju aega. Nende kahe väärtuse vahel ütleme, et ühepäevane öö- ja öötsükkel kestab isegi 24.
Samal ajal on planeedil ühe päeva pikkuse varieerumine hooajaliste tsüklite põhjal. Maa telgkalde tõttu varieerub päikesevalguse hulk teatud poolkerades. Kõige äärmuslikum juhtum leiab aset postide juures, kus päev ja öö võivad sõltuvalt aastaajast kesta päevi või kuid.
Põhja- ja lõunapoolustel võib talvel kesta üks öö kuni kuus kuud, mida nimetatakse „polaarööks“. Suvel kogevad postid nn keskööpäikest, kus päev kestab terve 24 tunni. Nii et tõesti, päevad pole nii lihtsad, kui meile meeldib ette kujutada. Kuid võrreldes teiste Päikesesüsteemi planeetidega on aja juhtimine siin Maa peal siiski lihtsam.
Päev Marsil:
Paljuski võib Marsi nimetada ka “Maa kaksikuks”. Lisaks sellele, et selle pinnal on polaarsed jäämütsid, hooajalised erinevused ja vesi (ehkki külmunud), on Marsi päev üsna lähedal sellele, mis on päev Maal. Marsil kulub ühe pöörde teostamiseks teljel 24 tundi 37 minutit ja 22 sekundit. See tähendab, et päev Marsil võrdub 1,025957 päevaga.
Hooajalised tsüklid Marsil, mis tulenevad sellest, et neil on Maa suhtes sarnane aksiaalkalle (25,19 ° võrreldes Maa 23,4 °), on sarnasemad tsüklitega, mida kogeme Maal kui ühelgi teisel planeedil. Selle tagajärjel kogevad marsi päevad sarnaseid muutusi: Päike tõuseb varem ja loojub suvel hiljem ning talvel siis vastupidine.
Hooajalised erinevused kestavad Marsil siiski kaks korda kauem, tänu sellele, et Mars on Päikesest kaugemal. See viib selleni, et Marsi aasta on umbes kaks Maa-aastat pikk - kui täpne on 686,971 maapäeva, mis täidab 668,5991 marsi päeva (ehk Sols). Seetõttu võib Punasel planeedil oodata pikemaid päevi ja pikemaid öid. Mida peaks tulevased kolonistid kaaluma!
Päev Jupiteril:
Arvestades asjaolu, et see on Päikesesüsteemi suurim planeet, võiks eeldada, et päev Jupiteril kestab kaua. Kuid nagu selgub, on Jovia päev ametlikult vaid 9 tundi, 55 minutit ja 30 sekundit pikk, mis tähendab, et üks päev on Maa päeva pikkusest pisut üle kolmandiku. Selle põhjuseks on gaasihiiglase väga kiire pöörlemiskiirus, mis on ekvaatori juures 12,6 km / s (45 300 km / h või 28148,115 km / h). See kiire pöörlemiskiirus on ka üks põhjuseid, miks planeedil on sellised ägedad tormid.
Pange tähele sõna kasutamist ametlikult. Kuna Jupiter ei ole tahke keha, läbib selle ülemine atmosfäär oma ekvaatori suhtes erinevat pöörlemiskiirust. Põhimõtteliselt on Jupiteri polaarse atmosfääri pöörlemine umbes 5 minutit pikem kui ekvatoriaalses atmosfääris. Seetõttu kasutavad astronoomid referentsraamidena kolme süsteemi.
I süsteemi rakendatakse laiuskraadidel 10 ° N kuni 10 ° S, kus selle pöörlemisperiood on planeedi lühim, 9 tunni, 50 minuti ja 30 sekundiga. II süsteem kehtib kõigil laiuskraadidel neist põhja ja lõuna pool; selle periood on 9 tundi, 55 minutit ja 40,6 sekundit. III süsteem vastab planeedi magnetosfääri pöörlemisele ning IAU ja IAG kasutavad seda perioodi Jupiteri ametliku pöörde määratlemiseks (st 9 tundi 44 minutit ja 30 sekundit).
Nii et kui te saaksite teoreetiliselt seista Jupiteri pilve tippudel (või võib-olla ka geosünkroonsel orbiidil asuval ujuval platvormil), oleksite tunnistajaks, kuidas päike tõuseb loojudes vähem kui 10 tunni ruumis mis tahes laiuskraadilt. Ja ühe Jovia-aasta ruumis tõuseb päike ja loojub kokku umbes 10 476 korda.
Päev Saturni peal:
Saturni olukord on väga sarnane Jupiteri olukorraga. Vaatamata selle tohutule suurusele on planeedi hinnanguline pöörlemiskiirus 9,87 km / s (35 500 km / h või 22058,677 mph). Sellisel Saturnil kulub ühe külgsuunalise pöörde teostamiseks umbes 10 tundi ja 33 minutit, tehes Saturnil ühe päeva vähem kui pool sellest, mis ta siin Maa peal on. Ka siin viib atmosfääri kiire liikumine mõningate supertormideni, rääkimata kuusnurksest musterist planeedi põhjapooluse ümber ja keeristormist lõunapooluse ümber.
Ja nagu ka Jupiter, võtab Saturn enda ümber Päikese tiirleva aja. Orbitaalperioodiga, mis võrdub 10 759,22 maapäeva (ehk 29,4571 maa-aastat), kestab üks Saturnuse (või Cronia) aasta umbes 24 491 Saturni päeva. Kuid nagu Jupiter, pöörleb Saturni atmosfäär sõltuvalt laiuskraadist erineva kiirusega, mis nõuab, et astronoomid kasutaksid kolme süsteemi, millel on erinevad tugiraamid.
I süsteem hõlmab ekvaatoritsooni, lõuna ekvatoriaalvööndit ja põhja ekvatoriaalvööndit ning selle kestus on 10 tundi ja 14 minutit. II süsteem hõlmab kõiki teisi Saturni laiuskraade, välja arvatud põhja- ja lõunapoolused, ning neile on määratud pöörlemisperioodiks 10 tundi 38 minutit 25,4 sekundit. III süsteem kasutab raadioemissioone kuni mõõta Saturni sisemist pöörlemiskiirust, mis andis pöörlemisajaks 10 tundi 39 minutit 22,4 sekundit.
Neid erinevaid süsteeme kasutades on teadlased aastate jooksul Saturnilt saanud erinevaid andmeid. Näiteks andmed, mis saadi 1980. aastatel Voyager 1 ja 2 missioonid näitasid, et päev Saturnil oli 10 tundi 39 minutit ja 24 sekundit pikk. 2004. aastal mõõtsid Cassini-Huygensi kosmosesondi andmed planeedi gravitatsioonivälja, mille hinnanguline väärtus oli 10 tundi, 45 minutit ja 45 sekundit (± 36 sek).
2007. aastal vaatasid seda UCLA maa-, planeetide- ja kosmoseteaduse osakonna uuringud, mille tulemuseks oli praegune hinnang 10 tundi ja 33 minutit. Sarnaselt Jupiteriga on täpsete mõõtmiste saamise probleem tingitud asjaolust, et gaasigigandina pöörlevad Saturni osad kiiremini kui teised.
Päev uraanil:
Kui me tuleme Uraani, muutub küsimus, kui pikk päev on, pisut keeruliseks. Ühest küljest on planeedi külgsuunaline pöörlemisaeg 17 tundi 14 minutit ja 24 sekundit, mis võrdub 0,71833 Maa päevaga. Nii võiks öelda, et päev Uraanil kestab peaaegu sama kaua kui päev Maal. See oleks tõsi, kui see gaasi / jäähiiglane ei toimuks äärmise aksiaalse kalde korral.
Aksiaalsuunalise kaldenurgaga 97,77 ° tiirleb Uraan põhiliselt Päikese küljel. See tähendab, et kas selle põhja- või lõunapoolus on orbitaalperioodi erinevatel aegadel suunatud peaaegu otse Päikese poole. Kui üks poolus läbib Uraanil suve, läbib ta 42 aastat pidevat päikesevalgust. Kui sama poolus on suunatud Päikesest eemale (s.o Uraani “talv”), kogeb see 42 aastat pidevat pimedust.
Seega võiksite öelda, et üks päev - ühest päikesetõusust teise - kestab Uraanil tervelt 84 aastat! Teisisõnu, üksik Uraani päev on sama palju aega kui ühe Uraani aasta (84.0205 Maa-aastat).
Lisaks pöörleb Uraan, nagu ka teiste gaasi- / jäägigaanide puhul, teatud laiuskraadidel kiiremini. Ergo ajal, kui planeedi pöörlemisaeg ekvaatoril on 17 tundi ja 14,5 minutit, umbes 60 ° lõuna suunas, liiguvad atmosfääri nähtavad tunnused palju kiiremini, tehes täieliku pöörde kõigest 14 tunniga.
Päev Neptuunil:
Ja viimane, kuid mitte vähem tähtis, on meil Neptuun. Ka siin on ühe päeva mõõtmine mõnevõrra keeruline. Näiteks Neptuuni külgsuunalise pöörlemise periood on umbes 16 tundi, 6 minutit ja 36 sekundit (samaväärne 0,6713 Maa päevaga). Kuid kuna tegemist on gaasi- / jäähiiglasega, pöörlevad planeedi poolused kiiremini kui ekvaator.
Kui planeedi magnetvälja pöörlemiskiirus on 16,1 tundi, siis lai ekvatoriaaltsoon pöörleb umbes 18 tunni jooksul. Samal ajal pöörlevad polaaralad kõige kiiremini, 12 tunni jooksul. See diferentsiaalpööre on Päikesesüsteemi kõigist planeetidest kõige tugevam ja selle tulemuseks on tugev tuule laius.
Lisaks põhjustab planeedi teljesuunaline kalle 28,32 ° hooajalisi muutusi, mis on sarnased Maa ja Marsi omadega. Neptuuni pikk orbitaalperiood tähendab, et aastaajad kestavad nelikümmend Maa aastat. Kuid kuna selle telgkalle on võrreldav Maa omaga, pole selle päeva pikkuse erinevus pika aasta jooksul enam äärmuslik.
Nagu näete meie päikesesüsteemi erinevate planeetide väikesest lagunemisest, sõltub see, mis päev koosneb, täielikult teie tugiraamistikust. Lisaks sellele, et see varieerub sõltuvalt kõnealusest planeedist, peate võtma arvesse ka hooajalisi tsüklit ja seda, kust planeedil mõõtmisi võetakse.
Nagu Einstein kokku võttis, on aeg vaatlejaga võrreldes. Teie inertsiaalse võrdlusraami põhjal on selle läbipääs erinev. Ja kui seisate teisel planeedil peale Maa, läheb teie päeva- ja öömõiste, mis on seatud Maa-ajale (ja konkreetsele ajavööndile), tõenäoliselt segaseks!
Oleme siin ajakirjas Space Magazine kirjutanud palju huvitavaid artikleid selle kohta, kuidas aega mõõdetakse teistel planeetidel. Näiteks siin on näiteks see, kui pikk on aasta teistel planeetidel ?, millisel planeedil on kõige pikem päev ?, Veenuse pöörlemine, kui pikk on päev Marsil? ja kui pikk on päev Jupiteril ?.
Kui soovite lisateavet, vaadake meie päikesesüsteemi aadressil Space.com
Astronoomiaosatäitjatel on episoode kõigil planeetidel, sealhulgas episood 49: elavhõbe ja episood 95: "Inimesed Marsile", 2. osa - kolonistid
