活在自转够慢的星球 一日会有一年那么长吗?|STEM教室

2024-11-06 14:00

有时人对时间的感觉受情绪影响,兴奋时可能会觉得快些,沉闷时会慢些。如果不幸被隔离,没甚么可做,有些人可能会难过得用「度日如年」去形容,觉得一日有如一年那么长。但这可能吗?

我们知道一日的长短受地球自转速度影响,如果去到一个自转够慢的星球,一日有机会有一年那么长吗?原来这个星球既远在天边、又近在眼前,就是和地球相邻,太 阳、月球以外,最明亮的天体——金星。它绕太阳一周需时约224.65地球日,自转一圈则约243.02地球日,一日如一年般长!

在大距时,金星在天空中与太阳的距离最大,并且最容易被看到。© Vito Technology, Inc.
在大距时,金星在天空中与太阳的距离最大,并且最容易被看到。© Vito Technology, Inc.

1金星日 > 2金星日?

由于行星同时自转和绕日公转,当使用太阳和遥远天体作参考点测量时,会分别得出太阳日和恒星日。由于金星自转缓慢,加上其自转方向与地球相反,就会得出异于一般从地球认知的情况。如从地球北极上空远处观看,就出现下图简化示意的情况:

地球公转自转皆朝逆时针方向,金星自转则是顺时针方向,与其公转方向相反。

  • i. 从起点开始测量,红色箭嘴同时指向太阳及遥远恒星。
  • ii. 金星公转到此位置, 红色箭嘴再次指向太阳,为一太阳日,需时约116.75地球日。
  • iii. 金星回到起点,需时约224.65地球日,即一金星年。此时红色箭嘴尚未指向恒星/太阳方向。
  • iv. 红色箭嘴第三次指向太阳,经历2太阳日,约233.5地球日。
  • v. 红色箭嘴再次指向遥远恒星,达一恒星日,需时约243.02地球日。

好像有点难理解?不妨用一些物件模拟,甚至尝试用数式表示,最简单是在网上搜寻学术或科研机构的模拟影片,应该「帮到你」。

太阳系不同行星的公转速度:

现实中,测量这些数字比理解金星1恒星日>2太阳日难得多。

© Vito Technology, Inc.
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测量金星不容易之我睇你唔透

同样是由岩石组成的行星,金星显得分外明亮,在天空亮得像远处的射灯。原来这拜其浓厚的云层所赐,不但反射近九成的阳光,更完全包裹整个星球,光綫不能穿透看 到其地面,而且充满二氧化碳等温室气体,使地表温度超过400℃。故此,没任何可观察到的「地标」协助,怎样才能确定金星已「自转一圈」?

© Vito Technology, Inc.
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穿透云层的电波

科学家发现金星的云层虽然阻隔可见光,但可以被部分波段的无綫电波穿透。这样就能够从地球的大型天綫及人造衞星的雷达测量金星的地面、自转等,又毋须接近进入的大气层。

先驱者金星轨道器拍摄的金星大气层紫外图像(1979年)。 © NASA
先驱者金星轨道器拍摄的金星大气层紫外图像(1979年)。 © NASA

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猜猜下列描述应配上哪幅金星图片。

  1. 无论在地球还是太空探测器,以可见光观测金星都只像个白雪球。 (相片来源:NASA 水星探测器信使号 Messenger )
  2. 使用两段紫外綫拍摄金星云层的结构。 (相片来源:JAXA 金星气候卫星 破晓号/ あかつき/ Akatsuki /暁)
  3. 地图用上分层着色法显示高低地形,来自1990年代麦哲伦金星探测器的雷达数据。 (图片来源:NASA)
  4. 电脑地图模型。其数据来自1989年由太空穿梭机发射的金星探测器麦哲伦搭载的雷达。 (图片来源:NASA)

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答案:1C, 2B, 3D, 4A

文、图:扒饭捞面 对世界有点好奇,有时会问「为何」和「如何」 部分图片:NASA、JAXA 03、Star Walk

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