Her på jorden har vi en tendens til å ta tid for gitt, aldri mistenkt at trinnene vi måler det med, faktisk er ganske relative. Måtene vi for eksempel måler våre dager og år på, er faktisk et resultat av planetens avstand fra sola, tiden det tar å gå i bane, og tiden det tar å rotere på aksen. Det samme er tilfelle for de andre planetene i solsystemet vårt.
Mens vi jordboere regner med at en dag er omtrent 24 timer fra soloppgang til soloppgang, er lengden på en enkelt dag på en annen planet ganske annerledes. I noen tilfeller er de veldig korte, mens i andre kan de vare lenger enn år - noen ganger betydelig! La oss gå gjennom hvordan tiden fungerer på andre planeter og se hvor lenge deres dager kan være, skal vi?
En dag på kvikksølv:
Kvikksølv er den nærmeste planeten til vår sol, alt fra 46 001 200 km ved perihelion (nærmest solen) til 69,816,900 km ved aphelion (lengst). Siden det tar 58.646 jorddager for kvikksølv å rotere en gang på sin akse - også. sin sideriske rotasjonsperiode - dette betyr at det tar drøyt 58 jorddager for kvikksølv å oppleve en eneste dag.
Dette er imidlertid ikke å si at Mercury opplever to soloppganger på drøyt 58 dager. På grunn av sin nærhet til solen og den raske hastigheten som den sirkler den med, tar det tilsvarende 175,97 jorddager for solen å dukke opp igjen på samme sted på himmelen. Derfor, mens planeten roterer hver 58 jorddag, er den omtrent 176 dager fra den ene soloppgangen til den neste på Merkur.
Det tar mer, det tar bare Merkur 87.969 jorddager for å fullføre en enkelt bane om solen (også kalt den omløpsperioden). Dette betyr at et år på Merkur tilsvarer omtrent 88 jorddager, noe som igjen betyr at et enkelt Mercurian (eller Hermian) år varer bare halvparten så lang tid som en Mercurian dag.
Dessuten er Merkur sine nordlige polare regioner stadig i skyggen. Dette skyldes at aksen tiltes på bare 0,034 ° (sammenlignet med jordas 23,4 °), noe som betyr at den ikke opplever ekstreme sesongvariasjoner der dager og netter kan vare i måneder, avhengig av årstid. På polakkene til Merkur er det alltid mørkt og skyggefullt. Så du kan si polene er i en konstant skumringstilstand.
En dag på Venus:
Venus, også kjent som "Earth's Twin", er den nest nærmeste planeten til vår sol - fra 107.477.000 km ved perihelion til 108.939.000 km ved aphelion. Dessverre er Venus også den planet som beveger seg saktest, noe som blir tydeliggjort ved å se på polene. Mens hver annen planet i solsystemet har opplevd utflating på polene på grunn av hastigheten på spinningen, har Venus ikke opplevd en slik utflating.
Venus har en rotasjonshastighet på bare 6,5 km / t (4,0 mph) - sammenlignet med jordas rasjonelle hastighet på 1670 km / t (1.040 mph) - noe som fører til en siderisk rotasjonsperiode på 243.025 dager. Teknisk sett er det -243.025 dager, siden Venus 'rotasjon er retrograd. Dette betyr at Venus roterer i motsatt retning av banebanen rundt sola.
Så hvis du var over Venus 'nordpol og så den sirkle rundt sola, ville du se at den beveger seg med klokken, mens rotasjonen er mot klokken. Likevel betyr dette fortsatt at Venus tar over 243 jorddager for å rotere en gang på sin akse. Imidlertid, omtrent som Merkur, betyr Venus 'orbitalhastighet og langsom rotasjon at en enkelt soldag - den tiden det tar solen å returnere til samme sted på himmelen - varer i omtrent 117 dager.
Så mens et enkelt venusisk (eller kytherisk) år trener til 224.701 jorddager, opplever det mindre enn to fulle soloppganger og solnedganger i den tiden. Faktisk varer et eneste venusisk / kytherisk år så lenge som 1,92 venusiske / kytheriske dager. God ting Venus har andre ting til felles med Jorden, for det er sikkert ikke dets daglige syklus!
En dag på jorden:
Når vi tenker på en dag på jorden, har vi en tendens til å tenke på det som et enkelt 24-timers intervall. I sannhet tar det jorden nøyaktig 23 timer 56 minutter og 4,1 sekunder å rotere en gang på sin akse. I mellomtiden er i gjennomsnitt en soldag på jorden 24 timer lang, noe som betyr at det tar så mye tid før solen vises på samme sted på himmelen. Mellom disse to verdiene sier vi at en enkelt dag og natt syklus varer 24.
Samtidig er det variasjoner i lengden på en enkelt dag på planeten basert på sesongsykluser. På grunn av jordens aksiale tilt, vil mengden sollys som oppleves i visse halvkuler, variere. Det mest ekstreme tilfellet av dette forekommer ved polene, der dag og natt kan vare i dager eller måneder, avhengig av årstid.
På nord- og sørpolen om vinteren kan en enkelt natt vare i opptil seks måneder, som er kjent som en “polar natt”. Om sommeren vil polene oppleve det som kalles en "midnattssol", der en dag varer hele 24 timer. Så virkelig, dager er ikke så enkle som vi ønsker å forestille oss. Men sammenlignet med de andre planetene i solsystemet, er tidstyring fortsatt enklere her på jorden.
En dag på Mars:
På mange måter kan Mars også kalles "Earth's Twin". I tillegg til å ha polare iskapper, sesongvariasjoner og vann (om enn frosset) på overflaten, er en dag på Mars ganske nær hva en dag på jorden er. I hovedsak tar Mars 24 timer 37 minutter og 22 sekunder å fullføre en enkelt rotasjon på aksen. Dette betyr at en dag på Mars tilsvarer 1.025957 dager.
De sesongmessige syklusene på Mars, som skyldes at den har en aksial tilt som lik Jordens (25,19 ° sammenlignet med jordens 23,4 °), er mer lik de vi opplever på jorden enn på noen annen planet. Som et resultat opplever marsdagene lignende variasjoner, med solen som står opp tidligere og setter seg senere på sommeren og deretter opplever det motsatte om vinteren.
Imidlertid varer sesongvariasjoner dobbelt så lenge på Mars, takket være at Mars befinner seg i større avstand fra sola. Dette fører til at Martian-året er omtrent to år i Jorden - 686.971 Earth-dager for å være nøyaktig, noe som fungerer til 668.5991 Martian-dager (eller Sols). Som et resultat kan lengre dager og lengre netter forventes å vare mye lenger på den røde planeten. Noe for fremtidige kolonister å vurdere!
En dag på Jupiter:
Gitt det faktum at det er den største planeten i solsystemet, kan man forvente at en dag på Jupiter ville vare lenge. Men som det viser seg, er en jovisk dag offisielt bare 9 timer, 55 minutter og 30 sekunder lang, noe som betyr at en enkelt dag er litt over en tredjedel av lengden på en jorddag. Dette skyldes at gassgiganten har en veldig rask rotasjonshastighet, som er 12,6 km / s (45.300 km / t, eller 28148.115 mph) ved ekvator. Denne raske rotasjonshastigheten er også en av grunnene til at planeten har så voldsomme stormer.
Legg merke til bruken av ordet offisielt. Siden Jupiter ikke er et solid legeme, gjennomgår den øvre atmosfæren en annen rotasjonsrate i forhold til ekvator. I utgangspunktet er rotasjonen av Jupiters polare atmosfære omtrent 5 minutter lenger enn den for ekvatorialatmosfære. På grunn av dette bruker astronomer tre systemer som referanserammer.
System I gjelder fra breddegradene 10 ° N til 10 ° S, der dens rotasjonsperiode er planetens korteste, på 9 timer, 50 minutter og 30 sekunder. System II gjelder på alle breddegrader nord og sør for disse; perioden er 9 timer, 55 minutter og 40,6 sekunder. System III tilsvarer rotasjonen av planetens magnetosfære, og den perioden brukes av IAU og IAG for å definere Jupiters offisielle rotasjon (dvs. 9 timer 44 minutter og 30 sekunder)
Så hvis du teoretisk sett kunne stå på skyetoppene til Jupiter (eller muligens på en flytende plattform i geosynkron bane), ville du være vitne til at solen stiger en innstilling i løpet av mindre enn 10 timer fra hvilken som helst breddegrad. Og i løpet av et eneste jovisk år ville solen komme opp og sette seg totalt rundt 10.476 ganger.
En dag på Saturn:
Saturns situasjon er veldig lik situasjonen fra Jupiters. Til tross for sin enorme størrelse, har planeten en estimert rotasjonshastighet på 9,87 km / s (35 500 km / t, eller 22058,677 mph). Som sådan tar Saturn omtrent 10 timer og 33 minutter å fullføre en enkelt siderøs rotasjon, noe som gjør en enkelt dag på Saturn mindre enn halvparten av det den er her på jorden. Også her fører denne raske bevegelsen av atmosfæren til noen superstormer, for ikke å snakke om det sekskantede mønsteret rundt planetens nordpol og en virvelstorm rundt sørpolen.
Og, også som Jupiter, tar Saturn sin tid på å kretsa rundt solen. Med en orbital periode som tilsvarer 10 759,22 jorddager (eller 29,4571 jordår), varer et enkelt Saturnian (eller Cronian) år omtrent 24 491 Saturnian dager. Imidlertid, som Jupiter, roterer Saturns atmosfære med ulik hastighet avhengig av breddegrad, noe som krever at astronomer bruker tre systemer med forskjellige referanserammer.
System I omfatter Ekvatorial Zone, South Equatorial Belt og North Equatorial Belt, og har en periode på 10 timer og 14 minutter. System II dekker alle andre Saturnianske breddegrader, unntatt nord- og sørpolen, og har fått en rotasjonsperiode på 10 timer og 38 min. 25,4 sek. System III bruker radioutslipp til måle Saturns interne rotasjonsfrekvens, som ga en rotasjonsperiode på 10 timer og 39 minutter, 22,4 sek.
Ved å bruke disse forskjellige systemene har forskere innhentet forskjellige data fra Saturn gjennom årene. For eksempel data innhentet i løpet av 1980-tallet av Voyager 1 og 2 oppdrag indikerte at en dag på Saturn var 10 timer 39 minutter og 24 sekunder lang. I 2004 målte data fra romsonden Cassini-Huygens planetens gravitasjonsfelt, som ga et estimat på 10 timer, 45 minutter og 45 sekunder (± 36 sek).
I 2007 ble dette revidert av undersøkelser ved Institutt for jord-, planet- og romfag, UCLA, noe som resulterte i det nåværende estimatet på 10 timer og 33 minutter. På samme måte som med Jupiter, oppstår problemet med å oppnå nøyaktige målinger av at deler av Saturn som en gassgigant roterer raskere enn andre.
En dag på Uranus:
Når vi kommer til Uranus, blir spørsmålet om hvor lang dag en dag litt komplisert. På den ene siden har planeten en siderisk rotasjonsperiode på 17 timer 14 minutter og 24 sekunder, noe som tilsvarer 0,71833 jorddager. Så du kan si at en dag på Uranus varer nesten like lang tid som en dag på jorden. Det ville være sant, var det ikke for den ekstreme aksiale tilt som denne gass / is-giganten har pågått.
Med en aksiell tilt på 97,77 °, kretser Uranus hovedsakelig om solen på sin side. Dette betyr at enten nord- eller sørpolen er rettet nesten direkte mot solen til forskjellige tider i sin omløpsperiode. Når den ene polen går gjennom sommeren på Uranus, vil den oppleve 42 år med kontinuerlig sollys. Når den samme polen blir pekt bort fra Solen (dvs. en uransk "vinter"), vil den oppleve 42 år med kontinuerlig mørke.
Dermed kan du si at en enkelt dag - fra den ene soloppgangen til den neste - varer hele 84 år på Uranus! Med andre ord, en enkelt uranisk dag er den samme mengden tid som et enkelt uranisk år (84,0205 jordår).
I tillegg, som med de andre gass / isgigantene, roterer Uranus raskere på bestemte breddegrader. Ergo, mens planetens rotasjon er 17 timer og 14,5 minutter ved ekvator, omtrent 60 ° sør, beveger synlige trekk i atmosfæren seg mye raskere, og gjør en full rotasjon på så lite som 14 timer.
En dag på Neptun:
Sist, men ikke minst, har vi Neptune. Også her er det noe komplisert å måle en eneste dag. For eksempel er Neptuns sideriske rotasjonsperiode omtrent 16 timer, 6 minutter og 36 sekunder (tilsvarer 0,613 jorddager). Men på grunn av at det er en gass / is-gigant, roterer planetene på planeten raskere enn ekvator.
Mens planetens magnetfelt har en rotasjonshastighet på 16,1 timer, roterer den brede ekvatoriale sonen med en periode på omtrent 18 timer. I mellomtiden roterer de polare områdene raskest, i løpet av 12 timer. Denne differensialrotasjonen er den mest uttalt av noen planet i solsystemet, og den resulterer i sterk breddegrad.
I tillegg resulterer planetens aksiale tilt på 28,32 ° i sesongvariasjoner som ligner de på Jorden og Mars. Den lange omløpsperioden i Neptun betyr at årstidene varer i førti jordar. Men fordi dens aksiale vipp er sammenlignbar med jordens, er variasjonen i dagens lengde i løpet av det lange året ikke noe mer ekstrem.
Som du kan se fra denne lille oversikten over de forskjellige planetene i vårt solsystem, avhenger det som utgjør en dag helt av din referanseramme. I tillegg til at den varierer avhengig av den aktuelle planeten, må du også ta hensyn til sesongsykluser og hvor på planeten målingene tas fra.
Som Einstein oppsummerte, er tiden relativt til observatøren. Basert på treghetsreferansen, vil passasjen variere. Og når du står på en annen planet enn Jorden, vil konseptet om dag og natt, som er satt til jordtid (og en spesifikk tidssone) sannsynligvis bli ganske forvirret!
Vi har skrevet mange interessante artikler om hvordan tiden måles på andre planeter her på Space Magazine. For eksempel, her er hvor lenge er et år på de andre planetene ?, Hvilken planet har den lengste dagen?, Rotasjonen av Venus, hvor lang tid er en dag på Mars? og hvor lang tid er en dag på Jupiter?
Hvis du er ute etter mer informasjon, kan du sjekke vårt solsystem på Space.com
Astronomy Cast har episoder på alle planetene, inkludert Episode 49: Mercury, og Episode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists
