설명: 각 행성의 하루는 얼마나 됩니까? 금성과 토성은 여전히 ​​과학자들을 괴롭힌다

천문학자들은 여전히 ​​금성의 하루 길이에 대한 정확한 평가를 찾고 있는 반면 토성은 계속해서 우리를 속이고 있습니다. 두 가지 새로운 연구는 아직 배워야 할 것이 얼마나 남았는지 강조합니다.

현재로서는 공식 타이밍입니다. (출처: NASA)

수백 년 전 고대인들은 하루를 24등분, 즉 시간으로 나누었습니다. 오늘날 우리는 이것을 다른 관점에서 봅니다. 지구가 한 번 자전하는 데 약 24시간이 걸립니다. 다른 행성들 중에서 화성은 지구의 25시간 미만에 한 번 자전하는 반면 목성은 하루가 10시간도 채 되지 않을 정도로 빠르게 자전합니다.

그것은 과학자들이 지금쯤이면 태양계 행성의 자전 주기를 알아냈을 것 같은 행성에 대한 우리의 이해에 매우 중요한 척도입니다. 사실은 그렇지 않습니다. 천문학자들은 여전히 ​​금성의 하루 길이에 대한 정확한 평가를 찾고 있는 반면 토성은 계속해서 우리를 속이고 있습니다. 두 가지 새로운 연구는 아직 배워야 할 것이 얼마나 남았는지 강조합니다.

비너스: 숨바꼭질

금성은 이상한 것입니다. 구름에 가려져 회전 기간을 측정하는 기준점이 될 수 있는 분화구와 같이 쉽게 볼 수 있는 표면 특징을 나타내지 않습니다. 1963년 레이더 관측이 구름 덮개를 뚫고 나왔을 때 금성은 대부분의 행성과 반대 방향으로 회전한다는 사실을 밝혀냈습니다.

이러한 관측은 금성의 하루의 길이가 243일, 즉 5,832시간임을 보여주었습니다. 그러나 후속 측정에서는 약 6분 정도 차이가 나는 일관성 없는 값이 제공되었습니다. 1991년 마젤란 우주선의 관측을 기반으로 한 연구에 따르면 정확한 자전 주기는 243.0185일이며 불확실성은 약 9초입니다.

연구자들은 Icarus 저널의 연구에서 현재의 불확실성이 지표면에서 약 13마일의 거리에 해당한다고 지적합니다. 향후 10년 동안 계획된 것을 포함하여 착륙선 임무의 경우 그 거리는 목표 착륙 지점을 놓치기에 충분합니다.

1988년과 2017년 사이의 지구 기반 레이더 관측에서 연구자들은 특정 시간에 금성 표면의 특징 위치를 측정했습니다. 이러한 특징 위치를 통해 각 관찰 중에 지구에 가장 가까운 금성 지점의 경도를 해결할 수 있습니다. 시간 경과에 따른 경도 변화를 알면 회전율이 제공된다고 스미소니언 연구소 지구 및 행성 연구 센터의 수석 저자인 브루스 캠벨(Bruce Campbell)은 이메일을 통해 말했습니다.

저자들은 금성의 평균 하루가 243.0212일로 아직까지 가장 작은 불확실성(00006일)이라고 결론지었습니다. 그들은 향후 10년 동안 추가 개선을 기대합니다.

토성: 계절별 트릭

가스 거인은 정의상 과학자들이 추적할 단단한 표면 특징이 없습니다. 목성의 경우 과학자들은 거기에서 오는 무선 신호의 패턴을 관찰하여 자전 주기를 알아냈습니다.

토성은 그러한 시도를 거부했습니다. 지구 대기에 의해 차단된 저주파 전파 패턴만 방출합니다. 보이저 1호와 2호가 1980년과 1981년에 데이터를 집으로 보낸 후에야 과학자들은 토성의 하루가 약 10:40시간이라는 것을 암시하는 패턴을 분석할 수 있었습니다. 그러나 불과 23년 후 Cassini 우주선은 기간이 6분, 약 1% 변경되었음을 보여주는 데이터를 보냈습니다. 이는 수억 년이 걸릴 것입니다.

토성에 대한 답을 찾기 위해 미국 버밍엄-서던 칼리지(Birmingham-Southern College)의 Duane Pontius가 이끄는 새로운 연구는 목성을 관찰했습니다. 주요 차이점은 목성과 달리 토성은 기울어진 축을 가지고 있으므로 지구와 같은 계절을 갖는다는 것입니다. 계절에 따라 북반구와 남반구는 태양으로부터 다른 양의 자외선을 받습니다. 이것은 토성의 대기 가장자리에 있는 플라즈마에 영향을 줍니다. 미국 지구 물리학 연맹의 지구 물리학 연구 저널: 우주 물리학에 발표된 이 연구에서 제안한 모델에 따르면 이는 차례로 다른 고도에서 다소간의 항력을 생성합니다.

그대로 두면 상층 대기는 하층 대기와 같은 속도로 이동할 것이지만 항력으로 인해 상층 대기가 하층 대기보다 행성 주위를 완전히 회전하는 데 더 오래 걸린다고 폰티우스는 이메일을 통해 설명했다.

이는 관측된 주기가 토성의 중심 자전 주기가 아님을 시사합니다. 측정되지 않은 상태로 남아 있습니다. 우리 작업의 결론 중 하나는 무선 신호에서 회전 주기를 결정할 수 없다는 것입니다... 폰티우스가 질문에 대답했습니다. 핵심 기간을 언제, 어떻게 측정할 수 있는지는 정말 모르겠습니다! 그러나 토성 자기권의 물리학은 이제 상층 대기를 지배하는 회전율에 의해 지배되는 것으로 알려져 있습니다.

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