سرعت چرخش سیارات حول محور خود، یا روزهای ستاره‌ای، یک ویژگی بنیادی است که تنوع شگفت‌انگیزی در منظومه شمسی ما را نشان می‌دهد. این پارامتر تصادفی نیست؛ آن به پیچیدگی پیچیده‌ای از عوامل بستگی دارد، از جمله تاریخچه شکل‌گیری سیاره، جرم آن، تعاملات گرانشی و وضعیت فیزیکی. تقسیم سیارات بر اساس سرعت چرخش به شناسایی چندین گروه مختلف از جمله گازگندهای سریع تا سیارات کوچک کند که یک طرف به سمت خورشید هستند، منجر می‌شود.

گروه گازگندهای سریع: ژوپیتر و زحل

رکورد داران سرعت چرخش، گازگندهای هستند. با وجود اندازه‌های عظیم خود، آنها روزهای ستاره‌ای بسیار کوتاهی دارند. ژوپیتر، بزرگترین سیاره سیستم، یک چرخش حول محور خود را در مدت ۹ ساعت و ۵۵ دقیقه انجام می‌دهد. منطقه استوایی آن با سرعت بیشتری از مناطق قطبی می‌چرخد، که نشان‌دهنده چرخش دگرجمعی است که برای کره‌های گازی معمول است. این سرعت بالا منجر به وقوع جریان‌های جوی قوی می‌شود، مانند شکل‌گیری خطوط پایدار و معروف به بزرگترین خمیر قرمز — توفانی عظیم که برای قرن‌ها ادامه داشته است. زحل با مدت چرخش ۱۰ ساعت و ۳۳ دقیقه در پی آن است. ساختار کم‌تراکم آن و سیستم حلقه‌های معروفش که از میلیاردها ذره یخ تشکیل شده است، نیز تحت تأثیر این سرعت عظیم قرار دارند که به شکل‌گیری ساختار هگزagonalی منحصر به فرد در قطب شمال سیاره کمک می‌کند.

گازگندهای یخی و سیارات سنگی: چرخش متوسط

گروه بعدی شامل گازگندهای یخی و سیارات سنگی هستند که روزهای ستاره‌ای آنها از چند ساعت تا یک روز زمینی طول می‌کشد. اوران و نپتون دوره‌های چرخش مشابهی دارند — ۱۷ ساعت و ۱۴ دقیقه و ۱۶ ساعت و ۶ دقیقه به ترتیب. اما اوران منحصر به فرد است: محور چرخش آن تقریباً ۹۸ درجه نسبت به سطح مدار کج است، بنابراین در واقع "روی پهلو" می‌چرخد. در میان سیارات گروه زمینی، مریخ و زمین به سرعت چرخش به زمین نزدیک‌تر هستند. روزهای مریخی ۲۴ ساعت و ۳۷ دقیقه طول می‌کشد که آنها را "سول" نامیده‌اند. زمین با مدت چرخش ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه، استانداردی برای درک ما از زمان است.

چرخش‌کنندگان کند: ونوس و مریخ

در این تقسیم‌بندی، ونوس و مریخ به علت چرخش کندتر خود جدا هستند. ونوس واقعاً یک پدیده است: روزهای ستاره‌ای آن ۲۴۳ روز زمینی طول می‌کشد، که بیشتر از سال ونوسی (۲۲۵ روز زمینی) است. علاوه بر این، آن در جهت مخالف، از شرق به غرب، نسبت به دیگر سیارات می‌چرخد. این ویژگی رتروگراد چرخش، احتمالاً نتیجه تأثیرات قوی جزر و مدی خورشید در ترکیب با جو چگال و تعاملات رزونانسی در گذشته است. مریخ یک چرخش حول محور خود را در مدت ۵۸،۶ روز زمینی انجام می‌دهد. اما او در یک رزونانس ۳:۲ قرار دارد، یعنی در دو سال (دو چرخش حول خورشید) او سه چرخش حول محور انجام می‌دهد. این意味着 که روزهای خورشیدی مریخ (زمان از یک ظهر به ظهر بعدی) ۱۷۶ روز زمینی طول می‌کشد.

عوامل تعیین‌کننده سرعت چرخش

انرژی چرخش اولیه سیاره از دیسک پروتوصاره‌ای به ارث رسیده است — ابری از گاز و غبار که منظومه شمسی از آن شکل گرفت. اما تکامل دوره چرخش توسط چندین فرآیند کلیدی تعیین می‌شود. نیروهای جزر و مدی، به ویژه در سیارات نزدیک به اجرام بزرگ مانند خورشید، نقش تعیین‌کننده‌ای دارند. آنها مانند یک ترمز عمل می‌کنند و به تدریج چرخش را کاهش می‌دهند، که این چیزی است که با مریخ و ونوس اتفاق افتاده است. برخورد با سیاراتزیمال بزرگ در اوایل شکل‌گیری سیستم می‌تواند زاویه چرخش محور و سرعت چرخش را به طور اساسی تغییر دهد، که این چیزی است که یکی از فرضیات توضیح می‌دهد که چرا ونوس به صورت رتروگراد می‌چرخد و اوران کج است. برای گازگندهای بدون سطح، سرعت چرخش توسط سرعت چرخش میدان مغناطیسی آنها که در اعماق تولید می‌شود، تعیین می‌شود.

بنابراین، تقسیم سیارات بر اساس سرعت چرخش، تصویری پایدار از آنها را آشکار نمی‌کند، بلکه تاریخچه پویا تکامل هر کدام از آنها را نشان می‌دهد. از توفان سریع ژوپیتر تا چرخش کند ونوس — هر سیاره ترکیبی منحصر به فرد از شرایط فیزیکی و وقایع فضایی را نشان می‌دهد که وضعیت فعلی آن را شکل داده و همچنان بر آن تأثیر می‌گذارند.

Permanent link to this publication: