Ici sur Terre, nous avons tendance à prendre le temps pour acquis, jamais soupçonné que les incréments avec lesquels nous le mesurons sont en fait assez relatifs. Les façons dont nous mesurons nos jours et nos années, par exemple, sont en fait le résultat de la distance de notre planète par rapport au Soleil, du temps qu'il faut pour orbiter et du temps qu'il faut pour tourner sur son axe. Il en va de même pour les autres planètes de notre système solaire.
Alors que nous, terriens, comptons sur une journée qui dure environ 24 heures du lever au coucher du soleil, la durée d'un jour sur une autre planète est très différente. Dans certains cas, ils sont très courts, tandis que dans d'autres, ils peuvent durer plus de plusieurs années - parfois considérablement! Voyons comment fonctionne le temps sur d'autres planètes et voyons combien de temps peuvent durer leurs jours, n'est-ce pas?
Une journée sur Mercure:
Mercure est la planète la plus proche de notre Soleil, allant de 46 001 200 km au périhélie (le plus proche du Soleil) à 69 816 900 km à l'aphélie (le plus éloigné). Comme il faut 58,646 jours terrestres à Mercure pour tourner une fois sur son axe - alias. sa période de rotation sidérale - cela signifie qu'il faut un peu plus de 58 jours terrestres à Mercure pour vivre une seule journée.
Cependant, cela ne veut pas dire que Mercure connaît deux levers de soleil en un peu plus de 58 jours. En raison de sa proximité avec le Soleil et de la vitesse rapide avec laquelle il le contourne, il faut l'équivalent de 175,97 jours terrestres pour que le Soleil réapparaisse au même endroit dans le ciel. Par conséquent, alors que la planète tourne une fois tous les 58 jours terrestres, c'est environ 176 jours d'un lever de soleil à l'autre sur Mercure.
De plus, il ne faut que Mercure 87,969 jours terrestres pour compléter une seule orbite du Soleil (alias sa période orbitale). Cela signifie qu'une année sur Mercure est l'équivalent d'environ 88 jours terrestres, ce qui signifie à son tour qu'une seule année mercurienne (ou hermienne) ne dure que la moitié de la durée d'un jour mercurien.
De plus, les régions polaires du nord de Mercure sont constamment à l’ombre. Cela est dû au fait que son axe est incliné à seulement 0,034 ° (par rapport à 23,4 ° sur Terre), ce qui signifie qu'il ne connaît pas de variations saisonnières extrêmes où les jours et les nuits peuvent durer des mois selon la saison. Sur les pôles de Mercure, il fait toujours sombre et ombragé. On pourrait donc dire que les pôles sont dans un état de crépuscule constant.
Une journée sur Vénus:
Également connue sous le nom de «jumeau de la Terre», Vénus est la deuxième planète la plus proche de notre Soleil, allant de 107 477 000 km au périhélie à 108 939 000 km à l'aphélie. Malheureusement, Vénus est également la planète qui se déplace le plus lentement, ce qui est mis en évidence en regardant ses pôles. Alors que toutes les autres planètes du système solaire ont connu un aplatissement à leurs pôles en raison de la vitesse de leur rotation, Vénus n'a pas connu un tel aplatissement.
Vénus a une vitesse de rotation de seulement 6,5 km / h (4,0 mph) - par rapport à la vitesse rationnelle de la Terre de 1670 km / h (1040 mph) - ce qui conduit à une période de rotation sidérale de 243,025 jours. Techniquement, elle est de -243,025 jours, car la rotation de Vénus est rétrograde. Cela signifie que Vénus tourne dans la direction opposée à sa trajectoire orbitale autour du Soleil.
Donc, si vous étiez au-dessus du pôle nord de Vénus et que vous le regardiez tourner autour du Soleil, vous verriez qu'il se déplace dans le sens horaire, tandis que sa rotation est dans le sens antihoraire. Néanmoins, cela signifie toujours que Vénus prend plus de 243 jours terrestres pour tourner une fois sur son axe. Cependant, tout comme Mercure, la vitesse orbitale et la rotation lente de Vénus signifient qu'un seul jour solaire - le temps qu'il faut au Soleil pour revenir au même endroit dans le ciel - dure environ 117 jours.
Ainsi, alors qu'une seule année vénusienne (ou cytherienne) correspond à 224,701 jours terrestres, elle connaît moins de deux levers et couchers de soleil complets à cette époque. En fait, une seule année vénusienne / cythérienne dure aussi longtemps que 1,92 jour vénusien / cythréen. Heureusement que Vénus a d'autres choses en commun avec la Terre, car il est certain que ce n'est pas son cycle diurne!
Un jour sur terre:
Lorsque nous pensons à un jour sur Terre, nous avons tendance à le considérer comme un simple intervalle de 24 heures. En vérité, il faut à la Terre exactement 23 heures 56 minutes et 4,1 secondes pour tourner une fois sur son axe. Pendant ce temps, en moyenne, une journée solaire sur Terre dure 24 heures, ce qui signifie qu'il faut autant de temps au Soleil pour apparaître au même endroit dans le ciel. Entre ces deux valeurs, nous disons qu'un seul cycle jour et nuit dure 24 paires.
Dans le même temps, il existe des variations dans la durée d'une seule journée sur la planète en fonction des cycles saisonniers. En raison de l'inclinaison axiale de la Terre, la quantité de lumière solaire ressentie dans certains hémisphères variera. Le cas le plus extrême se produit aux pôles, où le jour et la nuit peuvent durer des jours ou des mois selon la saison.
Aux pôles Nord et Sud pendant l'hiver, une seule nuit peut durer jusqu'à six mois, ce que l'on appelle une «nuit polaire». Pendant l'été, les pôles connaîtront ce qu'on appelle un «soleil de minuit», où une journée dure 24 heures. Alors vraiment, les jours ne sont pas aussi simples que nous aimons l'imaginer. Mais par rapport aux autres planètes du système solaire, la gestion du temps est encore plus facile ici sur Terre.
Une journée sur Mars:
À bien des égards, Mars peut également être appelée «jumeau de la Terre». En plus d'avoir des calottes polaires, des variations saisonnières et de l'eau (bien que gelée) à sa surface, une journée sur Mars est assez proche de ce qu'est une journée sur Terre. Essentiellement, Mars prend 24 heures 37 minutes et 22 secondes pour effectuer une seule rotation sur son axe. Cela signifie qu'un jour sur Mars équivaut à 1,025957 jours.
Les cycles saisonniers sur Mars, qui sont dus à une inclinaison axiale similaire à celle de la Terre (25,19 ° par rapport à 23,4 ° sur Terre), sont plus similaires à ceux que nous connaissons sur Terre que sur toute autre planète. En conséquence, les jours martiens connaissent des variations similaires, le soleil se levant plus tôt et se couchant plus tard en été, puis subissant l'inverse en hiver.
Cependant, les variations saisonnières durent deux fois plus longtemps sur Mars, car Mars est plus éloigné du Soleil. Cela conduit à l'année martienne étant d'environ deux années terrestres - 686.971 jours terrestres pour être exact, ce qui équivaut à 668.5991 jours martiens (ou Sols). En conséquence, des jours et des nuits plus longs peuvent durer beaucoup plus longtemps sur la planète rouge. Quelque chose pour les futurs colons à considérer!
Une journée sur Jupiter:
Étant donné qu'il s'agit de la plus grande planète du système solaire, on pourrait s'attendre à ce qu'une journée sur Jupiter dure longtemps. Mais il s'avère qu'un jour jovien ne dure officiellement que 9 heures, 55 minutes et 30 secondes, ce qui signifie qu'un seul jour est un peu plus du tiers de la durée d'un jour terrestre. Cela est dû au fait que le géant du gaz a une vitesse de rotation très rapide, qui est de 12,6 km / s (45 300 km / h, ou 28148,115 mph) à l'équateur. Cette vitesse de rotation rapide est également l'une des raisons pour lesquelles la planète connaît de si violentes tempêtes.
Notez l'utilisation du mot officiellement. Puisque Jupiter n'est pas un corps solide, sa haute atmosphère subit un taux de rotation différent de celui de son équateur. Fondamentalement, la rotation de l'atmosphère polaire de Jupiter est environ 5 minutes plus longue que celle de l'atmosphère équatoriale. Pour cette raison, les astronomes utilisent trois systèmes comme référentiels.
Le système I s'applique des latitudes 10 ° N à 10 ° S, où sa période de rotation est la plus courte de la planète, à 9 heures, 50 minutes et 30 secondes. Le système II s'applique à toutes les latitudes nord et sud de celles-ci; sa durée est de 9 heures, 55 minutes et 40,6 secondes. Le système III correspond à la rotation de la magnétosphère de la planète, et cette période est utilisée par l'AIU et l'IAG pour définir la rotation officielle de Jupiter (soit 9 heures 44 minutes et 30 secondes)
Donc, si vous pouviez, théoriquement, vous tenir sur les sommets des nuages de Jupiter (ou peut-être sur une plate-forme flottante en orbite géosynchrone), vous verriez le soleil se lever un coucher dans l'espace de moins de 10 heures à partir de n'importe quelle latitude. Et en l'espace d'une seule année jovienne, le soleil se lèverait et se coucherait au total environ 10 476 fois.
Une journée sur Saturne:
La situation de Saturne est très similaire à celle de Jupiter. Malgré sa taille massive, la planète a une vitesse de rotation estimée à 9,87 km / s (35 500 km / h, ou 22058,677 mph). En tant que tel, Saturne prend environ 10 heures et 33 minutes pour effectuer une seule rotation sidérale, ce qui fait qu'un seul jour sur Saturne représente moins de la moitié de ce qu'il est ici sur Terre. Ici aussi, ce mouvement rapide de l'atmosphère conduit à quelques super tempêtes, sans parler du motif hexagonal autour du pôle nord de la planète et d'un orage tourbillonnant autour de son pôle sud.
Et, comme Jupiter également, Saturne prend son temps en orbite autour du Soleil. Avec une période orbitale équivalente à 10 759,22 jours terrestres (ou 29,4571 années terrestres), une seule année saturnienne (ou cronienne) dure environ 24 491 jours saturniens. Cependant, comme Jupiter, l'atmosphère de Saturne tourne à des vitesses différentes selon la latitude, ce qui nécessite que les astronomes utilisent trois systèmes avec des référentiels différents.
Système I englobe la zone équatoriale, la ceinture équatoriale sud et la ceinture équatoriale nord, et a une période de 10 heures et 14 minutes. Système II couvre toutes les autres latitudes saturniennes, à l'exclusion des pôles nord et sud, et ont été assignés une période de rotation de 10 h 38 min 25,4 sec. Système III utilise les émissions radio à mesurer le taux de rotation interne de Saturne, ce qui a donné une période de rotation de 10 heures 39 minutes 22,4 secondes.
En utilisant ces différents systèmes, les scientifiques ont obtenu différentes données de Saturne au fil des ans. Par exemple, les données obtenues au cours des années 80 par Voyager 1 et 2 les missions ont indiqué qu'une journée sur Saturne durait 10 heures 39 minutes et 24 secondes. En 2004, les données fournies par la sonde spatiale Cassini-Huygens ont mesuré le champ gravitationnel de la planète, ce qui a donné une estimation de 10 heures, 45 minutes et 45 secondes (± 36 s).
En 2007, cela a été révisé par des recherches au Département des sciences de la Terre, des planètes et de l'espace, UCLA, qui ont abouti à l'estimation actuelle de 10 heures et 33 minutes. Tout comme avec Jupiter, le problème de l'obtention de mesures précises provient du fait que, en tant que géante gazeuse, certaines parties de Saturne tournent plus rapidement que d'autres.
Une journée sur Uranus:
Lorsque nous arrivons à Uranus, la question de la durée d'une journée devient un peu compliquée. D'une part, la planète a une période de rotation sidérale de 17 heures 14 minutes et 24 secondes, ce qui équivaut à 0,71833 jour terrestre. On pourrait donc dire qu'une journée sur Uranus dure presque aussi longtemps qu'une journée sur Terre. Ce serait vrai, sans l'inclinaison axiale extrême de ce géant gaz / glace.
Avec une inclinaison axiale de 97,77 °, Uranus tourne essentiellement autour du Soleil sur le côté. Cela signifie que son pôle nord ou sud est dirigé presque directement vers le soleil à différents moments de sa période orbitale. Lorsqu'un pôle traverse «l'été» sur Uranus, il connaîtra 42 ans de soleil continu. Lorsque ce même pôle est dirigé loin du Soleil (c'est-à-dire un «hiver» uranien), il connaîtra 42 années d'obscurité continue.
Par conséquent, vous pourriez dire qu'un seul jour - d'un lever de soleil à l'autre - dure 84 ans sur Uranus! En d'autres termes, un seul jour uranien est le même laps de temps qu'une seule année uranienne (84,0205 années terrestres).
De plus, comme avec les autres géantes gaz / glace, Uranus tourne plus rapidement à certaines latitudes. Ergo, alors que la rotation de la planète est de 17 heures et 14,5 minutes à l'équateur, à environ 60 ° sud, les éléments visibles de l'atmosphère se déplacent beaucoup plus rapidement, effectuant une rotation complète en aussi peu que 14 heures.
Une journée sur Neptune:
Dernier point, mais non le moindre, nous avons Neptune. Ici aussi, mesurer une seule journée est quelque peu compliqué. Par exemple, la période de rotation sidérale de Neptune est d'environ 16 heures, 6 minutes et 36 secondes (l'équivalent de 0,6713 jours terrestres). Mais étant donné qu'il s'agit d'un géant gaz / glace, les pôles de la planète tournent plus rapidement que l'équateur.
Alors que le champ magnétique de la planète a une vitesse de rotation de 16,1 heures, la large zone équatoriale tourne avec une période d'environ 18 heures. Pendant ce temps, les régions polaires tournent le plus rapidement, à une période de 12 heures. Cette rotation différentielle est la plus prononcée de toutes les planètes du système solaire, et elle entraîne un fort cisaillement du vent latitudinal.
De plus, l'inclinaison axiale de la planète de 28,32 ° entraîne des variations saisonnières similaires à celles de la Terre et de Mars. La longue période orbitale de Neptune signifie que les saisons durent quarante ans terrestres. Mais parce que son inclinaison axiale est comparable à celle de la Terre, la variation de la longueur de sa journée au cours de sa longue année n'est pas plus extrême.
Comme vous pouvez le voir dans ce petit aperçu des différentes planètes de notre système solaire, ce qui constitue une journée dépend entièrement de votre cadre de référence. En plus de varier selon la planète en question, vous devez également tenir compte des cycles saisonniers et de l'endroit sur lequel les mesures sont prises sur la planète.
Comme le résume Einstein, le temps est relatif à l'observateur. En fonction de votre référentiel inertiel, son passage sera différent. Et lorsque vous vous tenez sur une planète autre que la Terre, votre concept de jour et de nuit, qui est réglé sur l'heure de la Terre (et un fuseau horaire spécifique) est susceptible de devenir assez confus!
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur la façon dont le temps est mesuré sur d'autres planètes ici à Space Magazine. Par exemple, voici combien de temps dure une année sur les autres planètes?, Quelle planète a le jour le plus long?, La rotation de Vénus, combien de temps dure un jour sur Mars? et combien de temps dure une journée sur Jupiter?.
Si vous recherchez plus d'informations, consultez Notre système solaire sur Space.com
Astronomy Cast a des épisodes sur toutes les planètes, y compris l'épisode 49: Mercure et l'épisode 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists
