為什么行星的自轉方向不一樣？

2023.04.08 云南

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現(xiàn)在我們都應該了解我們的太陽系的基礎知識，除了沿著軌道繞太陽公轉，還有八顆行星圍繞一個軸以特定角度自轉。

但你知道嗎，在太陽系中，有一些偏遠的行星，他們與包括地球在內的大多數(shù)其他行星的旋轉方向是不同的。

哪些行星以不同的方向旋轉？

答案是金星和天王星。這兩個行星沿順時針(或逆行)旋轉，而所有其他行星沿逆時針方向旋轉。

金星上的一天比地球上的一天長得多。金星完成自轉需要243天，但公轉需要224.7天。這意味著在金星上的一天要長于一年！

圖解：金星與地球;

來源: 維基百科---金星

地球是如何自轉的？

地球像我們太陽系中的大多數(shù)行星一樣，沿逆時針方向旋轉，前進方向上的傾斜度為23度。

圖解：太陽系行星的自轉軌道;

什么是行星的順行和逆行？

行星順行表示行星與太陽的旋轉方向相同，逆行則是相反。

我們太陽系中的大多數(shù)行星，包括地球，都是逆時針或順時針方向旋轉，但金星和天王星繞其軸逆時針或順時針旋轉。行星的傾斜角是相對于行星的軌道平面測量的，大多數(shù)行星的軸與軌道平面幾乎形成垂直的角度。

圖解：T1, T2, ..., T5 – 地球的位置 P1, P2, ..., P5 – 行星的位置 A1, A2, ..., A5 – 投影在天球

除了逆行外，天王星還具有97.7度的傾斜度，它的軸幾乎與軌道平面水平。盡管科學家和天文學家沒有找到金星和天王星異常的具體原因或經(jīng)證實的原因，但他們提出了一些假設性的解釋。

圖解：旅行者2號于1986年拍攝的天王星;

來源: 維基百科---天王星

這些異?，F(xiàn)象最流行的解釋之一是，在歷史的某個時刻，金星和天王星都像其他行星一樣逆時針旋轉。但在行星發(fā)展之后的事件中，金星以某種方式在其軸上翻轉了180度。在理想情況下，金星仍在朝前進方向旋轉，但由于它被以某種方式顛倒了，因此朝順時針方向旋轉。

圖解：伽利略發(fā)現(xiàn)金星呈現(xiàn)的相位（雖然還將太陽放在地球的天空中）證明金星環(huán)繞著太陽，而不是繞著地球。

從這個理論中自然產(chǎn)生的下一個問題是：

是什么使行星翻轉了？

這些行星表面上巨大的隕石坑的表明，在它們形成的初期，巨大的質量可能與行星相撞。這就好比如果您稍微旋轉一下陀螺，它肯定會擺動，頂部不會完全停止旋轉，但會傾斜。對金星和天王星的旋轉角，類似的邏輯可能適用。科學家通過從導致月球形成的地球早期碰撞來進行推測。但在這種情況下，碰撞使行星翻轉了！另一個解釋是太陽的引力，它引起強烈的大氣潮汐，最終導致這些行星的軸翻轉。

關于金星倒軸的第三種解釋與金星地核和地幔間的摩擦力相關，或者說其大氣層和地幔之間的力。行星必須保留其總角動量，該角動量與凈旋轉軸直接相關。但是，行星的凈自旋軸是其地核的自旋軸、地幔的自旋軸和其大氣層的自旋軸的組合。

圖解：地球的自轉

由于金星的核心是液態(tài)的，并且由于金星大氣層很厚，所以摩擦力可能會改變地核與地幔之間或大氣與地幔之間的角動量，從而引起翻轉。

至于天王星，人們認為該行星受到了多個與地球大小差不多的物體的撞擊，從而導致其獨特的翻轉和順時針旋轉。

相關知識

順行是行星這種天體與系統(tǒng)內其他相似的天體共同一致運動的方向；逆行是在相反方向上的運行。在天體的狀況下，這些運動都是真實的，由固有的自轉或軌道來定義；或是視覺上的，好比從地球上來觀看天空。

圖解：當?shù)厍虺揭活w外行星，像是火星，外行星會暫時改變它在橫跨天空的方向。

在英文中“direct”和“prograde”是同義詞，前者是在天文學上傳統(tǒng)的名詞，后者在1963年才在一篇與天文相關的專業(yè)文章（J. Geophys. Res. 68, 4979）上首度出現(xiàn)。

相關知識

轉動，是指物件旋轉的運動。三維物件繞著旋轉的軸稱為轉動軸或旋轉軸，若旋轉軸通過物體的質心，則稱此物體在自轉，而此軸稱為自轉軸。

圖解：數(shù)學中的轉動

恒星和行星都會自轉，小天體亦大多會自轉。作為天體的集合體，星系也會自轉。

如果行星自轉軸在長期運動中漸漸偏離原有方向，即會產(chǎn)生歲差。

在天文學中，轉動是一種普遍觀察到的現(xiàn)象。恒星、行星和類似星體皆繞著自轉軸旋轉，第一次測得太陽系中的行星旋轉速率是以視覺特征量測得到。而星體的轉動主要是以都普勒頻移或觀察表面活動特征方式量測。

行星（英語：planet；拉丁語：planeta），通常指自身不發(fā)光，環(huán)繞著恒星的天體。其公轉方向常與所繞恒星的自轉方向相同（由西向東）。一般來說行星需具有一定質量，行星的質量要足夠的大（相對于月球）且近似于圓球狀，自身不能像恒星那樣發(fā)生核聚變反應。2007年5月，麻省理工學院一組空間科學研究隊發(fā)現(xiàn)了已知最熱的行星（2040攝氏度）。

圖解：類海行星和類木行星

隨著一些具有太陽大小的天體被發(fā)現(xiàn)，“行星”一詞的科學定義似乎更形迫切。歷史上行星名字來自于它們的位置（與恒星的相對位置）在天空中不固定，就好像它們在星空中行走一般。太陽系內肉眼可見的5顆行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已經(jīng)被人類發(fā)現(xiàn)了。16世紀后日心說取代了地心說，人類了解到地球本身也是一顆行星。望遠鏡被發(fā)明和萬有引力被發(fā)現(xiàn)后，人類又發(fā)現(xiàn)了天王星、海王星，冥王星（2006年后被排除出行星行列，2008年被重分類為類冥天體，屬于矮行星的一種）還有為數(shù)不少的小行星。20世紀末人類在太陽系外的恒星系統(tǒng)中也發(fā)現(xiàn)了行星，截至2013年7月12日，人類已發(fā)現(xiàn)2000多顆太陽系外銀河系中的行星。