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自轉週期

鎖定
自轉週期，天文學名詞，在天文學上是指一個天體沿自轉軸自轉一週所需的時間。通常情況下，自轉週期等於該天體恆星日的長度。
例如，晝夜平分、晝夜更替、晝夜長短三者都是地球上所固有的自然現象，雖然都涉及到晝夜狀況，但成因卻各不相同。晝夜平分是一個靜止的概念，它不涉及地球的運動，而是由"地球是一個不透明的球體"這一地球特性所決定的。晝夜更替是一個動態的概念，主要是由地球自轉這一運動而產生的，因光源來自太陽，所以晝夜更替的週期就是一個太陽日，即24小時。但是，地球的自轉週期是23小時56分4秒，又被稱為一個恆星日，而不是24小時，因為地球自轉同時也在公轉，而這會導致太陽對於地面的相對位置有變化。因此自轉週期應是相對於星空背景測定的。 [1] 
中文名
自轉週期
外文名
Rotation period
隸    屬
天文學
解    釋
沿自轉軸自轉一週所需的時間

目錄

  1. 1 行星自轉週期
  2. 2 真太陽日
  3. 3 恆星日
  4. 4 一晝夜的長度

自轉週期行星自轉週期

太陽系八大行星的自轉週期
行星名
自轉週期
備註
水星
58.6462天
/
金星
243.0185天
逆向旋轉
地球
0.997268天
/
火星
1.025957天
/
木星
0.413538021天
/
土星
0.4440092592天
/
天王星
0.718333333天
逆向自轉
海王星
0.67125000天
/

自轉週期真太陽日

自古以來，地球的運動很自然地給人們提供了計量時間的依據，給出兩種天然的時間單位，這就是日和年。“日”是指晝夜更替的週期，古時人們用圭表測日影的方法來測定日的長度，如某天正午太陽位於正南方時，表影最短，從這一時刻起算到第二天正午，太陽再次位於正南，表影最短的時間間隔就是一天，也就是一個真太陽日。
通常認為地球自轉一週為一日。可是，確定地球已經轉了一圈並不是那麼容易。這裏引入恆星日、真太陽日的概念。連接一個地方正南正北兩點所得的直線為子午線，子午線和鉛垂線所決定的平面是正南正北方向的子午面。某地天文子午面兩次對向同一恆星的時間間隔叫做恆星日，恆星日是以恆星為參考的地球自轉週期。
如果把時間單位，定義為某地天文子午面兩次對向太陽圓面中心（即太陽圓面中心兩次上中天）的時間間隔，則這個時間單位就稱作真太陽日，簡稱真時，也叫視時。它是以太陽為參考的地球自轉週期。 [2] 

自轉週期恆星日

恆星日與太陽日的區別示意圖 恆星日與太陽日的區別示意圖
恆星日總是比真太陽日要短一些。這是因為地球離恆星非常遙遠，遠到從恆星上看來，地球似乎是不動的，地球的公轉軌道相對於如此遙遠的距離已變作一個點了。從這些遙遠天體來的光線是平行的，無論地球處於公轉軌道上的哪一點，某地子午面兩次對向某星的時間間隔都沒有變化。比較起來，太陽離地球卻近多了，從地球上看，太陽沿黃道自西向東移動，一晝夜差不多移動1度。對於某地子午面來説，當完成一個恆星日後，由於太陽已經移動，地球自轉也是自西向東，所以地球必須再轉過一個角度，太陽才再次過這個子午面，即完成了一個真太陽日。
恆星日只在天文工作中使用，實際生活中我們所用的“日”是指晝夜更替的週期，顯然更接近於真太陽日。根據真太陽日製定的時間系統稱為“真太陽時”。 [1] 

自轉週期一晝夜的長度

一晝夜的時長並不總是等於自轉週期。以太陽系天體為例，一晝夜的長度指太陽連續兩次上中天的時間。一晝夜的長度一般大致以自轉週期為基礎，但是有很多因素會影響一晝夜的時間。公轉是最主要的因素，如地球公轉使一晝夜的時間增加了3分56秒。通常的大天體公轉速度數值上比自轉速度小很多，因此對一晝夜時間的影響會小一個到幾個數量級。不過，被潮汐鎖定之後的天體自轉將與公轉週期相同，此時一晝夜的時間將取決於天體的地位：中心天體為太陽（尚未發現這樣的天體），則該星球一半永為白晝，另一半永為黑夜，太陽相對位置永不變化；中心天體為行星或其他中心天體為太陽的天體，一晝夜的長度為該天體自轉週期與中心天體公轉週期的疊加。水星距離太陽較近，受太陽引潮力影響自轉較慢，在近日點的公轉速度比自轉速度還快，因此還會出現太陽向東運動一段時間又向西逆行一段時間的奇景。除了公轉，同一系統中的其他天體導致的運動波動、在同一天體的位置也會影響一晝夜的長度。 [1] 
參考資料