Wyjaśnienie: Jak długi jest dzień na każdej planecie? Wenus i Saturn wciąż drażnią naukowców

Astronomowie wciąż szukają dokładnej oceny długości dnia na Wenus, podczas gdy Saturn nadal nas zwodzi. Dwa nowe badania podkreślają, ile jeszcze pozostało do nauczenia.

Oficjalne terminy, jak na razie. (Źródło: NASA)

Wieki temu starożytni podzielili dzień na 24 równe części, czyli godziny. Dziś patrzymy na to z innego punktu widzenia: Ziemia potrzebuje około 24 godzin na jednokrotny obrót. Wśród innych planet, Mars obraca się raz na nieco mniej niż 25 godzin ziemskich, podczas gdy Jowisz obraca się tak szybko, że jego dzień trwa mniej niż 10 godzin.

Jest to miara tak kluczowa dla naszego zrozumienia planet, że mogłoby się wydawać, że naukowcy znali już okresy rotacji planet Układu Słonecznego. Faktem jest, że nie. Astronomowie wciąż szukają dokładnej oceny długości dnia na Wenus, podczas gdy Saturn nadal nas zwodzi. Dwa nowe badania podkreślają, ile jeszcze pozostało do nauczenia.

Wenus: w chowanego

Wenus jest czymś dziwacznym. Zasłonięty chmurami, nie przedstawia dobrze widocznej cechy powierzchni, takiej jak krater, która mogłaby być punktem odniesienia do pomiaru okresu jej rotacji. W 1963 roku, kiedy obserwacje radarowe przedarły się przez pokrywę chmur, Wenus ujawniła, że ​​obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku większości planet.

Obserwacje te wykazały, że długość dnia Wenus wynosi 243 dni, czyli 5832 godzin. Kolejne pomiary dały jednak niespójne wartości, różniące się o około sześć minut. W 1991 roku badania oparte na obserwacjach sondy Magellan wykazały, że prawidłowy okres obrotu wynosi 243,0185 dni, z niepewnością około 9 sekund.

Obecne niepewności, zauważają naukowcy w badaniu w czasopiśmie Icarus, odpowiadają odległości około 13 mil na powierzchni. W przypadku misji lądowników, w tym jednej planowanej na następną dekadę, odległość ta jest więcej niż wystarczająca, aby ominąć docelowe miejsce lądowania.

Na podstawie obserwacji radarowych z Ziemi w latach 1988-2017 naukowcy zmierzyli lokalizację obiektów na powierzchni Wenus w określonych godzinach. Te lokalizacje obiektów pozwalają nam obliczyć długość geograficzną punktu na Wenus, który jest najbliżej Ziemi podczas każdej obserwacji. Gdy poznasz zmianę długości geograficznej w czasie, która zapewnia szybkość rotacji, główny autor Bruce Campbell, przewodniczący Centrum Studiów Ziemi i Planetarnych Instytutu Smithsona, powiedział w e-mailu.

Autorzy wnioskują, że średni dzień Wenus to 243,0212 dni, z najmniejszą jak dotąd niepewnością — zaledwie 00006 dni. Oczekują dalszych usprawnień w ciągu następnej dekady.

Saturn: sezonowe triki

Gazowy olbrzym z definicji nie ma żadnych cech stałej powierzchni, które naukowcy mogliby śledzić. W przypadku Jowisza naukowcy ustalili okres rotacji, obserwując stamtąd wzorce sygnałów radiowych.

Saturn przeciwstawił się takim próbom. Emituje tylko wzorce radiowe o niskiej częstotliwości, które są blokowane przez ziemską atmosferę. Dopiero po przesłaniu przez sondy Voyager 1 i 2 danych do domu, w latach 1980 i 1981, naukowcy mogli przeanalizować wzorce, które sugerowały, że dzień na Saturnie trwa około 10:40 godzin. Ale zaledwie 23 lata później sonda Cassini wysłała dane, które wykazały, że okres zmienił się o 6 minut, około 1% – co powinno zająć setki milionów lat.

Aby znaleźć odpowiedzi na temat Saturna, nowe badanie prowadzone przez Duane Pontius z Birmingham-Southern College w Stanach Zjednoczonych dotyczyło Jowisza. Kluczową różnicą jest to, że w przeciwieństwie do Jowisza Saturn ma nachyloną oś, a zatem pory roku, takie jak Ziemia. W zależności od pory roku półkula północna i południowa otrzymują różne ilości promieniowania ultrafioletowego ze Słońca. Wpływa to na plazmę na obrzeżach atmosfery Saturna. To z kolei powoduje większy lub mniejszy opór na różnych wysokościach, zgodnie z modelem sugerowanym w badaniu, opublikowanym w Journal of Geophysical Research: Space Physics Amerykańskiej Unii Geofizycznej.

Pozostawiona sama sobie górna atmosfera poruszałaby się z taką samą prędkością, jak dolna atmosfera, ale opór sprawia, że ​​górna atmosfera potrzebuje więcej czasu niż dolna, aby wykonać pełny obrót wokół planety, wyjaśnił Pontius w e-mailu.

Sugeruje to, że obserwowane okresy nie są okresem rotacji jądra Saturna. To pozostaje niezmierzone. Jednym z wniosków naszej pracy jest to, że okresu rotacji nie da się określić na podstawie sygnałów radiowych… Poncjusz odpowiedział na pytanie. Co do tego, kiedy i jak można zmierzyć podstawowy okres, naprawdę nie wiem! Jednak obecnie wiadomo, że fizyką magnetosfery Saturna rządzi prędkość rotacji, która rządzi jego górną atmosferą.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: