Сутки и время: период вращения планет Солнечной системы

Великолепная видео-визуализация, демонстрирующая наклон орбиты и период вращения планет Солнечной системы вокруг своей оси

Все знают, что в сутках 24 часа. На самом деле, сутки — это условная единица измерения времени, которая приблизительно равна периоду оборота Земли вокруг своей оси. Для более точного понимания “суток” необходимо говорить о периоде вращения, который характерен не только для Земли, но может быть применен для любого космического объекта.
Период вращения — это время, которое требуется космическому объекту для совершения полного оборота вокруг своей оси относительно удаленных звезд.

Система Земля - Луна

Осевое вращение Земли

Суточное вращение Земли

Период вращения Земли равен 0,99726968 дней или 23 часа 56 минут 4,0910 секунды. Иными словами, суточное вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни звездные сутки совершается примерно за 24 часа.

Каждая планета Солнечной системы имеет свой собственный период вращения вокруг своей оси, из-за чего сутки на этих планетах могут очень сильно отличаться по своей продолжительности от земных.

Так, например, полный оборот вокруг своей оси Юпитер совершает за 9 часов 55 мин, а Венера — за 243 земных дня и 26 мин.
Эта визуализация великолепно демонстрирует наклон орбиты и суточное вращение восьми крупнейших планет Солнечной системы.
Вот условный рейтинг планет по периоду вращения вокруг своей оси — т.е. по продолжительности средних звездных суток (в минутах, часах и/или земных днях):

1. Юпитер — 9 часов 55 мин
2. Сатурн — 10 часов 40 мин
3. Нептун — 16 часов
4. Уран — 17 часов 14 мин
5. Земля — 23 часа 56 мин
6. Марс — 24 часа (1 день) 36 мин
7. Меркурий — 58 дней 15 часов 30 мин
8. Венера — 243 дня 26 мин
При этом, период вращения Солнца — 25 дней 9 часов 7 минут 11,6 секунд.

Следует сказать, что измерение периода вращения для разных космических объектов имеет свои особенности. Так, для твердотельных объектов, таких как каменистые планеты и астероиды, период вращения определяется только одним значением. Для газообразных / жидких космических тел, таких как звезды и газовые гиганты, период вращения варьируется от экватора объекта до его полюса из-за явления, называемого дифференциальным вращением.

Геометрическая иллюстрация дифференциального вращения

Как правило, установленный период вращения газового гиганта (такого как Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) — это период его внутреннего вращения, который определяется по вращению магнитного поля планеты. Для объектов, которые не являются сферически симметричными, период вращения, как правило, не является фиксированным, даже при отсутствии гравитационных или приливных сил.

Солнцеподобные звезды вращаются в 2,5 раза быстрее на экваторе, чем на полюсах. Синие стрелки на рисунке представляют собой скорость вращения. Дифференциальное вращение считается существенной причиной для создания магнитной активности и звездных пятен

Это связано с тем, что, хотя ось вращения фиксирована в пространстве (путем сохранения момента импульса), она не обязательно фиксируется в теле самого объекта. В результате этого момент инерции при движении объекта вокруг оси вращения может изменяться, и, следовательно, может изменяться скорость его вращения (поскольку произведение момента инерции на скорость вращения равно угловому моменту, который является фиксированным).
Момент инерции

Схема движения планет Солнечной системы

Почему Венера и Уран вращаются в обратном направлении? Что касается Урана, считается, что планета в период формирования была поражена множеством космических тел размером примерно с Землю, что привело к уникальному повороту её оси и ретроградному вращению.

Реальные размеры Солнечной системы: лучшая визуализация
в масштабе

Чтобы представить реальные расстояния между Землей и Луной, Землёй и Марсом, Землёй и Солнцем или между другими объектами Солнечной системы, никогда не пользуйтесь картинками из астрономических учебников или научно-популярных изданий. Просто они вам ничего не дадут: объекты либо не поместятся в область обозрения, либо их размеры будут существенно искажены из-за некорректного масштаба. Реальные размеры Солнечной системы предстанут в совершенно ином свете, если все объекты в масштабной модели будут взяты в корректной пропорции.

Земля и Луна

Земля и Марс

Марс, Земля и Млечный Путь

Так выглядит Земля с поверхности Марса

Марс

Марс

Марс

Марс

Марс

По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик)

Солнце

Солнце

Солнце

В этом видео очень наглядно показано, как далеко находились бы друг от друга разные тела Солнечной системы, если бы размеры этих тел и расстояния между ними можно было бы уменьшить пропорционально. Работа, которую проделали эти парни, даёт великолепное представление о том, что означает, например, полет на Луну или на Марс. И почему это так трудно реализуемо технически. Просто это ОЧЕНЬ далеко.
https://komyza.com/samaya-luchshaya-iz-kogda-libo-uvidennykh-m/

Информационные источники:
1. https://komyza.com/vremya-oborota-vokrug-svoejj-osi-vosmi-krupnejjshikh-planet-solnechnojj-sistemy/
2. https://pikabu.ru/story prodolzhitelnost_perioda_obrashcheniya_vokrug_zvezdyi_planet_solnechnoy_sistemyi_5519405
3. https://elementy.ru/time/very-long/very-long-1.html
4. http://www.astrophysics.in.ua/fizika-solnechnoi-sistnmy/zvezdnyi-period-obrashcheniia-planet