Hier auf der Erde neigen wir dazu, Zeit für selbstverständlich zu halten, ohne zu ahnen, dass die Inkremente, mit denen wir sie messen, tatsächlich relativ sind. Die Art und Weise, wie wir beispielsweise unsere Tage und Jahre messen, ist tatsächlich das Ergebnis der Entfernung unseres Planeten von der Sonne, der Zeit, die für die Umlaufbahn benötigt wird, und der Zeit, die für die Rotation um seine Achse benötigt wird. Gleiches gilt für die anderen Planeten in unserem Sonnensystem.
Während wir Erdlinge davon ausgehen, dass ein Tag von Sonnenaufgang zu Sonnenaufgang etwa 24 Stunden dauert, ist die Länge eines einzelnen Tages auf einem anderen Planeten ganz anders. In einigen Fällen sind sie sehr kurz, in anderen können sie länger als Jahre dauern - manchmal erheblich! Sehen wir uns an, wie die Zeit auf anderen Planeten funktioniert, und sehen wir, wie lange ihre Tage dauern können.
Ein Tag auf Merkur:
Merkur ist der unserer Sonne am nächsten gelegene Planet und reicht von 46.001.200 km am Perihel (der Sonne am nächsten) bis 69.816.900 km am Aphel (am weitesten entfernt). Da es 58.646 Erdentage dauert, bis sich Merkur einmal um seine Achse dreht - auch bekannt als. seine siderische Rotationsperiode - dies bedeutet, dass Merkur etwas mehr als 58 Erdentage benötigt, um einen einzigen Tag zu erleben.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Merkur in etwas mehr als 58 Tagen zwei Sonnenaufgänge erlebt. Aufgrund seiner Nähe zur Sonne und der schnellen Geschwindigkeit, mit der sie sie umkreist, dauert es umgerechnet 175,97 Erdentage, bis die Sonne an derselben Stelle am Himmel wieder erscheint. Während sich der Planet alle 58 Erdentage einmal dreht, sind es auf Merkur ungefähr 176 Tage von einem Sonnenaufgang zum nächsten.
Darüber hinaus benötigt Merkur nur 87.969 Erdentage, um eine einzelne Umlaufbahn der Sonne (auch bekannt als Umlaufzeit) abzuschließen. Dies bedeutet, dass ein Jahr auf Merkur ungefähr 88 Erdentagen entspricht, was wiederum bedeutet, dass ein einzelnes Mercurian (oder Hermian) Jahr nur halb so lange dauert wie ein Mercurian Tag.
Darüber hinaus liegen die nördlichen Polarregionen von Merkur ständig im Schatten. Dies liegt daran, dass die Achse nur um 0,034 ° geneigt ist (im Vergleich zu 23,4 ° auf der Erde), was bedeutet, dass es keine extremen saisonalen Schwankungen gibt, bei denen Tage und Nächte je nach Jahreszeit Monate dauern können. An den Polen des Merkur ist es immer dunkel und schattig. Man könnte also sagen, die Pole befinden sich in einem ständigen Dämmerungszustand.
Ein Tag auf der Venus:
Die Venus, auch als "Zwilling der Erde" bekannt, ist der zweitnächste Planet unserer Sonne - von 107.477.000 km im Perihel bis 108.939.000 km im Aphel. Leider ist die Venus auch der sich am langsamsten bewegende Planet, was durch die Betrachtung seiner Pole deutlich wird. Während jeder andere Planet im Sonnensystem aufgrund der Geschwindigkeit seiner Drehung eine Abflachung an seinen Polen erfahren hat, hat die Venus keine solche Abflachung erfahren.
Die Venus hat eine Rotationsgeschwindigkeit von nur 6,5 km / h (4,0 mph) - verglichen mit der rationalen Geschwindigkeit der Erde von 1.670 km / h (1.040 mph) -, was zu einer siderischen Rotationsperiode von 243,025 Tagen führt. Technisch gesehen sind es -243,025 Tage, da die Rotation der Venus rückläufig ist. Dies bedeutet, dass sich die Venus entgegen der Umlaufbahn um die Sonne dreht.
Wenn Sie sich also über dem Nordpol der Venus befinden und beobachten würden, wie sie sich um die Sonne dreht, würden Sie sehen, dass sie sich im Uhrzeigersinn bewegt, während sie sich gegen den Uhrzeigersinn dreht. Dies bedeutet jedoch immer noch, dass die Venus mehr als 243 Erdentage benötigt, um sich einmal um ihre Achse zu drehen. Ähnlich wie bei Merkur bedeutet die Umlaufgeschwindigkeit und langsame Rotation der Venus jedoch, dass ein einzelner Sonnentag - die Zeit, die die Sonne benötigt, um an denselben Ort am Himmel zurückzukehren - etwa 117 Tage dauert.
Während ein einzelnes venusianisches (oder zytherisches) Jahr 224.701 Erdentage umfasst, erlebt es in dieser Zeit weniger als zwei vollständige Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge. Tatsächlich dauert ein einzelnes venusianisches / zytherisches Jahr 1,92 venusianische / zytherische Tage. Gut, dass Venus andere Dinge mit der Erde gemeinsam hat, denn es ist sicher nicht ihr Tageszyklus!
Ein Tag auf Erden:
Wenn wir an einen Tag auf der Erde denken, neigen wir dazu, ihn als einfaches 24-Stunden-Intervall zu betrachten. In Wahrheit braucht die Erde genau 23 Stunden 56 Minuten und 4,1 Sekunden, um sich einmal um ihre Achse zu drehen. Mittlerweile dauert ein Sonnentag auf der Erde durchschnittlich 24 Stunden, was bedeutet, dass die Sonne so lange braucht, bis sie an derselben Stelle am Himmel erscheint. Zwischen diesen beiden Werten sagen wir, dass ein einzelner Tag- und Nachtzyklus eine gerade 24 dauert.
Gleichzeitig gibt es Variationen in der Länge eines einzelnen Tages auf dem Planeten, die auf saisonalen Zyklen beruhen. Aufgrund der axialen Neigung der Erde variiert die Menge an Sonnenlicht in bestimmten Hemisphären. Der extremste Fall tritt an den Polen auf, wo Tag und Nacht je nach Jahreszeit Tage oder Monate dauern können.
Am Nord- und Südpol kann eine einzelne Nacht im Winter bis zu sechs Monate dauern, was als „Polarnacht“ bezeichnet wird. Während des Sommers erleben die Pole eine sogenannte „Mitternachtssonne“, bei der ein Tag volle 24 Stunden dauert. Tage sind also nicht so einfach, wie wir es uns gerne vorstellen. Im Vergleich zu den anderen Planeten im Sonnensystem ist das Zeitmanagement hier auf der Erde jedoch noch einfacher.
Ein Tag auf dem Mars:
In vielerlei Hinsicht kann der Mars auch als "Zwilling der Erde" bezeichnet werden. Ein Tag auf dem Mars hat nicht nur polare Eiskappen, saisonale Schwankungen und Wasser (wenn auch gefroren) auf seiner Oberfläche, sondern kommt auch einem Tag auf der Erde ziemlich nahe. Im Wesentlichen benötigt der Mars 24 Stunden 37 Minuten und 22 Sekunden, um eine einzelne Umdrehung um seine Achse durchzuführen. Dies bedeutet, dass ein Tag auf dem Mars 1.025957 Tagen entspricht.
Die saisonalen Zyklen auf dem Mars, die darauf zurückzuführen sind, dass er eine ähnliche axiale Neigung wie die Erde aufweist (25,19 ° gegenüber 23,4 ° auf der Erde), sind denen auf der Erde ähnlicher als auf jedem anderen Planeten. Infolgedessen erfahren die Mars-Tage ähnliche Schwankungen, wobei die Sonne früher aufgeht und später im Sommer untergeht und im Winter umgekehrt.
Saisonale Schwankungen halten auf dem Mars jedoch doppelt so lange an, da sich der Mars in größerer Entfernung von der Sonne befindet. Dies führt dazu, dass das Marsjahr ungefähr zwei Erdjahre lang ist - 686.971 Erdentage, um genau zu sein, was 668.5991 Mars-Tage (oder Sols) entspricht. Infolgedessen können längere Tage und längere Nächte auf dem Roten Planeten viel länger erwartet werden. Etwas, das zukünftige Kolonisten berücksichtigen sollten!
Ein Tag auf Jupiter:
Angesichts der Tatsache, dass es der größte Planet im Sonnensystem ist, würde man erwarten, dass ein Tag auf dem Jupiter lange dauern würde. Aber wie sich herausstellt, ist ein Jupiter-Tag offiziell nur 9 Stunden, 55 Minuten und 30 Sekunden lang, was bedeutet, dass ein einzelner Tag etwas mehr als ein Drittel der Länge eines Erdtages beträgt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Gasriese eine sehr schnelle Drehzahl hat, die am Äquator 12,6 km / s (45.300 km / h oder 28148,115 mph) beträgt. Diese schnelle Drehzahl ist auch einer der Gründe, warum der Planet so heftige Stürme hat.
Beachten Sie die Verwendung des Wortes offiziell. Da Jupiter kein fester Körper ist, erfährt seine obere Atmosphäre eine andere Rotationsgeschwindigkeit als sein Äquator. Grundsätzlich ist die Rotation der polaren Atmosphäre des Jupiter etwa 5 Minuten länger als die der äquatorialen Atmosphäre. Aus diesem Grund verwenden Astronomen drei Systeme als Referenzrahmen.
System I gilt für die Breiten 10 ° N bis 10 ° S, wo seine Rotationsperiode mit 9 Stunden, 50 Minuten und 30 Sekunden die kürzeste des Planeten ist. System II gilt in allen Breiten nördlich und südlich davon; Der Zeitraum beträgt 9 Stunden, 55 Minuten und 40,6 Sekunden. System III entspricht der Rotation der Magnetosphäre des Planeten und seine Periode wird von der IAU und der IAG verwendet, um die offizielle Rotation des Jupiter zu definieren (d. H. 9 Stunden 44 Minuten und 30 Sekunden).
Wenn Sie also theoretisch auf den Wolkendecken des Jupiter (oder möglicherweise auf einer schwimmenden Plattform in einer geosynchronen Umlaufbahn) stehen könnten, würden Sie erleben, wie die Sonne aus weniger als 10 Stunden von jedem Breitengrad aus untergeht. Und innerhalb eines einzigen jovianischen Jahres würde die Sonne insgesamt etwa 10.476 Mal aufgehen und untergehen.
Ein Tag auf dem Saturn:
Die Situation von Saturn ist der von Jupiter sehr ähnlich. Trotz seiner massiven Größe hat der Planet eine geschätzte Rotationsgeschwindigkeit von 9,87 km / s (35.500 km / h oder 22058,677 mph). Daher benötigt Saturn etwa 10 Stunden und 33 Minuten, um eine einzelne Sternrotation durchzuführen, wodurch ein einzelner Tag auf dem Saturn weniger als die Hälfte dessen beträgt, was er hier auf der Erde ist. Auch hier führt diese schnelle Bewegung der Atmosphäre zu einigen Superstürmen, ganz zu schweigen vom sechseckigen Muster um den Nordpol des Planeten und einem Wirbelsturm um seinen Südpol.
Und genau wie Jupiter nimmt sich Saturn Zeit, um die Sonne zu umkreisen. Mit einer Umlaufzeit von 10.759,22 Erdentagen (oder 29.4571 Erdjahren) dauert ein einzelnes Saturn- (oder Cronian-) Jahr ungefähr 24.491 Saturn-Tage. Wie Jupiter dreht sich auch die Saturnatmosphäre je nach Breitengrad mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, was erfordert, dass Astronomen drei Systeme mit unterschiedlichen Bezugssystemen verwenden.
System I. umfasst die Äquatorialzone, den Südäquatorialgürtel und den Nordäquatorialgürtel und hat einen Zeitraum von 10 Stunden und 14 Minuten. System II deckt alle anderen Saturnbreiten mit Ausnahme des Nord- und Südpols ab und hat eine Rotationsperiode von 10 Std. 38 Min. 25,4 Sek. erhalten. System III verwendet Funkemissionen zu Messen Sie die interne Rotationsrate des Saturn, die eine Rotationsperiode von 10 Stunden 39 Minuten 22,4 Sekunden ergab.
Mit diesen verschiedenen Systemen haben Wissenschaftler im Laufe der Jahre unterschiedliche Daten von Saturn erhalten. Zum Beispiel Daten, die in den 1980er Jahren von der Voyager 1 und 2 Missionen zeigten an, dass ein Tag auf dem Saturn 10 Stunden 39 Minuten und 24 Sekunden lang war. Im Jahr 2004 wurde mit Daten der Cassini-Huygens-Raumsonde das Gravitationsfeld des Planeten gemessen, was eine Schätzung von 10 Stunden, 45 Minuten und 45 Sekunden (± 36 Sekunden) ergab.
Im Jahr 2007 wurde dies durch Untersuchungen am Department of Earth, Planetary and Space Sciences der UCLA revidiert, was zu einer aktuellen Schätzung von 10 Stunden und 33 Minuten führte. Ähnlich wie bei Jupiter ergibt sich das Problem, genaue Messungen zu erhalten, aus der Tatsache, dass sich Teile des Saturn als Gasriese schneller drehen als andere.
Ein Tag auf Uranus:
Wenn wir zu Uranus kommen, wird die Frage, wie lange ein Tag dauert, etwas kompliziert. Einerseits hat der Planet eine Sternrotationsperiode von 17 Stunden 14 Minuten und 24 Sekunden, was 0,71833 Erdentagen entspricht. Man könnte also sagen, ein Tag auf Uranus dauert fast so lange wie ein Tag auf der Erde. Es wäre wahr, wenn es nicht die extreme axiale Neigung gäbe, die dieser Gas- / Eisriese hat.
Mit einer axialen Neigung von 97,77 ° umkreist Uranus die Sonne im Wesentlichen auf ihrer Seite. Dies bedeutet, dass entweder der Nord- oder der Südpol zu verschiedenen Zeiten in seiner Umlaufzeit fast direkt auf die Sonne gerichtet ist. Wenn ein Pol auf Uranus den „Sommer“ durchläuft, wird er 42 Jahre lang ununterbrochenem Sonnenlicht ausgesetzt sein. Wenn derselbe Pol von der Sonne weg gerichtet ist (d. H. Ein uranischer „Winter“), wird er 42 Jahre lang ununterbrochen dunkel sein.
Man könnte also sagen, dass ein einziger Tag - von einem Sonnenaufgang zum nächsten - auf Uranus volle 84 Jahre dauert! Mit anderen Worten, ein einzelner uranischer Tag entspricht der Zeit eines einzelnen uranischen Jahres (84.0205 Erdjahre).
Außerdem dreht sich Uranus wie die anderen Gas- / Eisriesen in bestimmten Breiten schneller. Ergo, während die Rotation des Planeten am Äquator 17 Stunden und 14,5 Minuten beträgt, bewegen sich sichtbare Merkmale der Atmosphäre viel schneller und machen eine vollständige Rotation in nur 14 Stunden.
Ein Tag am Neptun:
Zu guter Letzt haben wir Neptun. Auch hier ist die Messung eines einzelnen Tages etwas kompliziert. Zum Beispiel beträgt die Sternrotationsperiode von Neptun ungefähr 16 Stunden, 6 Minuten und 36 Sekunden (das entspricht 0,6713 Erdentagen). Da es sich jedoch um einen Gas- / Eisriesen handelt, drehen sich die Pole des Planeten schneller als der Äquator.
Während das Magnetfeld des Planeten eine Rotationsgeschwindigkeit von 16,1 Stunden hat, dreht sich die breite äquatoriale Zone mit einer Zeitspanne von etwa 18 Stunden. In der Zwischenzeit drehen sich die Polarregionen mit einem Zeitraum von 12 Stunden am schnellsten. Diese unterschiedliche Rotation ist die stärkste aller Planeten im Sonnensystem und führt zu einer starken Windscherung in Breitenrichtung.
Darüber hinaus führt die axiale Neigung des Planeten von 28,32 ° zu saisonalen Schwankungen, die denen auf der Erde und auf dem Mars ähnlich sind. Die lange Umlaufzeit von Neptun bedeutet, dass die Jahreszeiten vierzig Erdjahre dauern. Da seine axiale Neigung mit der der Erde vergleichbar ist, ist die Variation der Länge seines Tages im Laufe seines langen Jahres nicht extremer.
Wie Sie aus diesem kleinen Überblick über die verschiedenen Planeten in unserem Sonnensystem ersehen können, hängt das, was einen Tag ausmacht, vollständig von Ihrem Bezugsrahmen ab. Zusätzlich dazu, dass es je nach fraglichem Planeten unterschiedlich ist, müssen Sie auch saisonale Zyklen berücksichtigen und von wo auf dem Planeten die Messungen durchgeführt werden.
Wie Einstein zusammengefasst hat, ist die Zeit relativ zum Beobachter. Basierend auf Ihrem Trägheitsreferenzrahmen unterscheidet sich sein Durchgang. Und wenn Sie auf einem anderen Planeten als der Erde stehen, wird Ihr Konzept von Tag und Nacht, das auf die Erdzeit (und eine bestimmte Zeitzone) eingestellt ist, wahrscheinlich ziemlich verwirrt!
Wir haben hier im Space Magazine viele interessante Artikel darüber geschrieben, wie die Zeit auf anderen Planeten gemessen wird. Hier ist zum Beispiel: Wie lang ist ein Jahr auf den anderen Planeten? Welcher Planet hat den längsten Tag?, Die Rotation der Venus, Wie lang ist ein Tag auf dem Mars? und wie lange dauert ein Tag auf Jupiter?.
Wenn Sie weitere Informationen suchen, besuchen Sie unser Sonnensystem unter Space.com
Astronomy Cast enthält Episoden auf allen Planeten, einschließlich Episode 49: Merkur und Episode 95: Menschen zum Mars, Teil 2 - Kolonisten
