Hier auf der Erde neigen wir dazu, Zeit für selbstverständlich zu halten, und haben nie vermutet, dass die Inkremente, mit denen wir sie messen, tatsächlich ziemlich relativ sind. Die Art und Weise, wie wir unsere Tage und Jahre messen, ist zum Beispiel das Ergebnis der Entfernung unseres Planeten von der Sonne, der Zeit, die er braucht, um sich zu umkreisen, und der Zeit, die er braucht, um sich um seine Achse zu drehen. Das gleiche gilt für die anderen Planeten in unserem Sonnensystem.
Während wir Erdlinge davon ausgehen, dass ein Tag von Sonnenaufgang zu Sonnenuntergang 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! Lassen Sie uns darüber nachdenken, wie die Zeit auf anderen Planeten funktioniert, und sehen, wie lange ihre Tage sein können, sollen wir?
Ein Tag auf Merkur:
Merkur ist der unserer Sonne am nächsten gelegene Planet und reicht von 46.001.200 km am Perihel (am nächsten zur Sonne) bis 69.816.900 km am Aphel (am weitesten). Da dauert es 58.646 Erdentage für Merkur, um sich einmal um seine Achse zu drehen – aka. seine siderische Rotationsperiode – dies bedeutet, dass es etwas mehr als 58 Erdentage dauert, bis Merkur einen einzigen Tag erlebt.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass Merkur in etwas mehr als 58 Tagen zwei Sonnenaufgänge erlebt. Aufgrund seiner Nähe zur Sonne und der hohen Geschwindigkeit, mit der es sie umkreist, dauert es 175, 97 Erdentage, bis die Sonne an derselben Stelle am Himmel wieder auftaucht. Während sich der Planet also 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 einzige Umlaufbahn der Sonne (aka. seine Umlaufzeit). Dies bedeutet, dass ein Jahr auf Merkur etwa 88 Erdentagen entspricht, was wiederum bedeutet, dass ein einzelnes Mercurian (oder Hermian) Jahr nur halb so lange dauert wie ein Mercurian Tag.
Darüber hinaus stehen die nördlichen Polarregionen des Merkur ständig im Schatten. Dies liegt daran, dass seine Achse nur um 0,034 ° geneigt ist (im Vergleich zu 23,4 ° der Erde), was bedeutet, dass es keine extremen saisonalen Schwankungen gibt, bei denen Tage und Nächte je nach Jahreszeit monatelang dauern können. An den Polen des Merkur ist es immer dunkel und schattig. Man könnte also sagen, die Pole befinden sich in einem ständigen Zustand der Dämmerung.
Ein Tag auf der Venus:
Venus, auch bekannt als „Zwilling der Erde“, 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 den Blick auf ihre Pole deutlich wird. Während jeder andere Planet im Sonnensystem aufgrund der Geschwindigkeit seines Spins 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 ihrer Umlaufbahn um die Sonne dreht.
Wenn Sie also über dem Nordpol der Venus wären und beobachten würden, wie sie um die Sonne kreist, würden Sie sehen, dass sie sich im Uhrzeigersinn bewegt, während ihre Drehung gegen den Uhrzeigersinn erfolgt. Dies bedeutet jedoch immer noch, dass die Venus über 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.
Also, während ein einzelnes Venusian (oder Cytherean) Jahr zu 224 ausarbeitet.701 Erdentage erlebt es in dieser Zeit weniger als zwei volle Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge. In der Tat dauert ein einziges Venusian / Cytherean Jahr so lange wie 1,92 Venusian / Cytherean Tage. Gut, dass Venus andere Dinge mit der Erde gemeinsam hat, denn es ist sicher nicht sein täglicher Zyklus!
Ein Tag auf der Erde:
Wenn wir an einen Tag auf der Erde denken, neigen wir dazu, ihn als ein 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. Inzwischen ist ein Sonnentag auf der Erde durchschnittlich 24 Stunden lang, was bedeutet, dass es so lange dauert, bis die Sonne an derselben Stelle am Himmel erscheint. Zwischen diesen beiden Werten sagen wir, dass ein einzelner Tag- und Nachtzyklus gerade 24 dauert.
Gleichzeitig gibt es Variationen in der Länge eines einzelnen Tages auf dem Planeten basierend auf saisonalen Zyklen. Aufgrund der axialen Neigung der Erde variiert die Sonneneinstrahlung 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 im Winter eine einzige Nacht bis zu sechs Monate dauern, was als „Polarnacht“ bezeichnet wird. Im Sommer erleben die Polen eine sogenannte „Mitternachtssonne“, bei der ein Tag volle 24 Stunden dauert. Also wirklich, Tage sind nicht so einfach, wie wir uns vorstellen. Aber im Vergleich zu den anderen Planeten im Sonnensystem ist das Zeitmanagement hier auf der Erde immer noch einfacher.
Ein Tag auf dem Mars:
In vielerlei Hinsicht kann der Mars auch als „Zwilling der Erde“ bezeichnet werden. Zusätzlich zu den polaren Eiskappen, saisonalen Schwankungen und Wasser (wenn auch gefroren) auf seiner Oberfläche ist ein Tag auf dem Mars ziemlich nah an dem, was ein Tag auf der Erde ist. Im Wesentlichen benötigt Mars 24 Stunden, 37 Minuten und 22 Sekunden, um eine einzige Drehung um seine Achse abzuschließen. 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 hat (25,19 ° im Vergleich zur Erde 23,4 °), sind denen, die wir auf der Erde erleben, ähnlicher als auf jedem anderen Planeten. Infolgedessen erleben Marstage ähnliche Variationen, wobei die Sonne früher aufgeht und später im Sommer untergeht und dann im Winter das Gegenteil erfährt.
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 etwa zwei Erdjahre lang ist – 686.971 Erdtage, um genau zu sein, was 668.5991 Marstagen (oder Solen) entspricht. Infolgedessen können längere Tage und längere Nächte auf dem Roten Planeten viel länger dauern. Etwas für zukünftige Kolonisten zu beachten!
Ein Tag auf Jupiter:
Angesichts der Tatsache, dass es sich um den größten Planeten im Sonnensystem handelt, würde man erwarten, dass ein Tag auf Jupiter lange dauern würde. Aber wie sich herausstellt, ist ein jovianischer 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 Erdentages beträgt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Gasriese am Äquator eine sehr schnelle Rotationsgeschwindigkeit von 12,6 km / s (45.300 km / h oder 28148,115 mph) aufweist. Diese schnelle Rotationsgeschwindigkeit 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 Rotationsrate 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 von den Breitengraden 10 ° N bis 10 ° S, wo seine Rotationsperiode mit 9 Stunden, 50 Minuten und 30 Sekunden die kürzeste des Planeten ist. System II gilt für alle Breiten nördlich und südlich von diesen; Seine Periode 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 Jupiters offizielle Rotation zu definieren (dh 9 Stunden 44 Minuten und 30 Sekunden)
Wenn Sie also theoretisch auf den Wolkengipfeln des Jupiter (oder möglicherweise auf einer schwimmenden Plattform in einer geosynchronen Umlaufbahn) stehen könnten, würden Sie die Sonne in weniger als 10 Stunden von jedem Breitengrad aus aufgehen sehen. Und innerhalb eines einzigen Jupiterjahres würde die Sonne insgesamt etwa 10.476 Mal aufgehen und untergehen.
Ein Tag auf dem Saturn:
Saturns Situation 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). Als solcher braucht Saturn ungefähr 10 Stunden und 33 Minuten, um eine einzelne Sternenrotation zu vollenden, was einen einzigen Tag auf Saturn weniger als die Hälfte dessen macht, was er hier auf der Erde ist. Auch hier führt diese schnelle Bewegung der Atmosphäre zu einigen Superstürmen, ganz zu schweigen von dem hexagonalen Muster um den Nordpol des Planeten und einem Wirbelsturm um seinen Südpol.
Und wie Jupiter braucht auch Saturn seine Zeit, um die Sonne zu umkreisen. Mit einer Umlaufzeit, die 10.759,22 Erdentagen (oder 29,4571 Erdjahren) entspricht, dauert ein einzelnes saturnisches (oder cronisches) Jahr ungefähr 24.491 Saturntage. Wie Jupiter dreht sich die Saturnatmosphäre jedoch je nach Breitengrad mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, was erfordert, dass Astronomen drei Systeme mit unterschiedlichen Referenzrahmen verwenden.
System I umfasst die Äquatorzone, den südlichen Äquatorialgürtel und den nördlichen Äquatorialgürtel 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 Stunden 38 Minuten 25,4 Sekunden. System III verwendet Radioemissionen, um die innere Rotationsrate des Saturns zu messen, was eine Rotationsperiode von 10 Stunden 39 Minuten 22,4 Sekunden ergab.
Mit diesen verschiedenen Systemen haben Wissenschaftler im Laufe der Jahre unterschiedliche Daten vom Saturn erhalten. Zum Beispiel zeigten Daten, die in den 1980er Jahren von den Voyager 1 und 2 Missionen erhalten wurden, dass ein Tag auf Saturn 10 Stunden 39 Minuten und 24 Sekunden lang war. Im Jahr 2004 maßen Daten der Cassini-Huygens-Raumsonde das Gravitationsfeld des Planeten, was eine Schätzung von 10 Stunden, 45 Minuten und 45 Sekunden (± 36 Sekunden) ergab.Im Jahr 2007 wurde dies von Forschungen am Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, UCLA, überarbeitet, was zu der 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 von Saturn als Gasriese schneller drehen als andere.
Ein Tag auf Uranus:
Wenn wir zu Uranus kommen, wird die Frage, wie lang ein Tag ist, etwas kompliziert. Einerseits, Der Planet hat eine siderische Rotationsperiode von 17 Std 14 Protokoll und 24 Sekunden, Das ist das Äquivalent von 0.71833 Tage der Erde. Man könnte also sagen, ein Tag auf Uranus dauert fast so lange wie ein Tag auf der Erde. Es wäre wahr, wäre da nicht die extreme axiale Neigung, die dieser Gas / Eis-Riese hat.Mit einer axialen Neigung von 97,77 ° umkreist Uranus im Wesentlichen die Sonne auf seiner Seite. Dies bedeutet, dass entweder sein Nord- oder Südpol zu verschiedenen Zeiten in seiner Umlaufzeit fast direkt auf die Sonne gerichtet ist. Wenn ein Pol auf Uranus „Sommer“ durchmacht, wird er 42 Jahre ununterbrochenes Sonnenlicht erleben. Wenn der gleiche Pol von der Sonne weg zeigt (d.h. ein uranischer „Winter“), wird es 42 Jahre ununterbrochener Dunkelheit erleben.
Daher könnte man sagen, dass ein einziger Tag – von einem Sonnenaufgang zum nächsten – volle 84 Jahre auf Uranus dauert! Mit anderen Worten, ein einzelner uranischer Tag ist die gleiche Zeit wie ein einzelnes uranisches Jahr (84,0205 Erdenjahre).
Außerdem dreht sich Uranus wie die anderen Gas- / Eisriesen in bestimmten Breiten schneller. Ergo, während die Rotation des Planeten 17 Stunden und 14,5 Minuten am Äquator beträgt, bewegen sich sichtbare Merkmale der Atmosphäre bei etwa 60 ° Süd viel schneller und machen eine volle Rotation in nur 14 Stunden.
Ein Tag auf Neptun:
Zu guter Letzt haben wir Neptun. Auch hier ist die Messung eines einzigen Tages etwas kompliziert. Zum Beispiel beträgt Neptuns siderische Rotationsperiode 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, rotiert die breite Äquatorzone mit einer Periode von etwa 18 Stunden. In der Zwischenzeit drehen sich die Polarregionen mit einem Zeitraum von 12 Stunden am schnellsten. Diese differentielle Rotation ist die ausgeprägteste aller Planeten im Sonnensystem und führt zu einer starken Breitenwindscherung.
Darüber hinaus führt die axiale Neigung des Planeten von 28,32 ° zu saisonalen Schwankungen, die denen auf der Erde und dem Mars ähneln. Die lange Umlaufzeit von Neptun bedeutet, dass die Jahreszeiten vierzig Erdjahre dauern. Aber weil 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 an diesem kleinen Überblick über die verschiedenen Planeten in unserem Sonnensystem sehen können, hängt das, was einen Tag ausmacht, vollständig von Ihrem Bezugsrahmen ab. Zusätzlich dazu, dass es je nach Planet variiert, müssen Sie auch saisonale Zyklen berücksichtigen und woher auf dem Planeten die Messungen stammen.
Wie Einstein zusammenfasste, ist die Zeit relativ zum Beobachter. Basierend auf Ihrem Trägheitsreferenzrahmen unterscheidet sich seine Passage. Und wenn Sie auf einem anderen Planeten als der Erde stehen, wird Ihr Konzept von Tag und Nacht, das auf Erdzeit (und eine bestimmte Zeitzone) eingestellt ist, wahrscheinlich ziemlich verwirrt!
Wir haben viele interessante Artikel darüber geschrieben, wie die Zeit auf anderen Planeten hier bei Universe Today gemessen wird. Zum Beispiel, wie lange dauert ein Jahr auf den anderen Planeten? Welcher Planet hat den längsten Tag?, Die Rotation der Venus, Wie lange ist ein Tag auf dem Mars? wie lange dauert ein Tag auf Jupiter?.
Wenn Sie weitere Informationen suchen, schauen Sie sich unser Sonnensystem an Space.com
Astronomy Cast hat Episoden auf allen Planeten, einschließlich Episode 49: Merkur und Episode 95: Menschen zum Mars, Teil 2 – Kolonisten