行星上怪異的一天

地球上的日出日落，我們已經習以為常了，假如有一天我們能夠不受溫度等條件的束縛，踏上了太陽系內的其它行星，在行星上生活一天，太陽的表現又該是怎樣的一番景象呢？

水星上

一日不見，隔了兩秋

水星上的一天是最讓人難忘的。在水星上生活一天，我們就度過了足有兩個水星年！

這怎麼可能！年不是比日更長的時間單位嗎？這個理解在地球上當然是對的，我們地球上一年是365日多一點兒，但在水星上就不對了，造成水星上一天很怪異的原因是恆星日和太陽日的不同。

什麼是恆星日？我們可以這麼理解：讓一個觀察者跳出太陽系，不隨太陽和行星轉動，在太陽系的行星軌道平面上方觀察行星，並根據自己的感受，標出上北下南左西右東的方向，當行星上的一點A到行星自轉軸的垂線指向正東方的時候，開始計時，當A到自轉軸的垂線再次指向正東方時，結束計時，計時器所顯示的時間就是該行星的自轉周期，也就是一個恆星日。對於地球來說，恆星日是23小時56分。

什麼又是太陽日呢？行星上的一點A處的人在某天見到第一縷陽光的時候，開始計時，再到下次見到第一縷陽光的時候，結束計時。這個時間就是行星相對於太陽自轉一圈的時間，叫做一個太陽日。對於地球來說，太陽日是24小時。

如果地球沒有自轉，只有公轉，地球上照樣會有晝夜，太陽照樣會升起再落下，但地球逆時針公轉會導致太陽從西方升起，從東方落下，太陽在天空轉一圈很慢，一天就是一年了；而如果地球沒有公轉，只有自轉，一個晝夜的時間就是23小時56分，地球逆時針自轉會導致太陽東升西落。由於地球既有自轉，又有公轉，綜合的結果是：太陽每天東升西落，但在天空中運行的速度比只有自轉的時候稍慢了些，於是一個晝夜的時間也就拉長了一些，比自轉周期長了4分鐘。

現在讓我們回到水星上去看一看。水星的自轉和公轉也是同一個方向，但水星的自轉周期和公轉周期相差太小，水星繞日公轉一周需要88個地球日，但水星自轉較慢，自轉一圈需要58.6個地球日。綜合的結果是，水星自轉和公轉造成的太陽運行效果有所抵消，結果雖然水星上的太陽通常還是東升西落，但是運行速度卻大大減慢了。對於水星上的某個點來說，太陽從升起到落下再到升起（一個晝夜）要用大約176個地球日的時間，也就是約兩個水星年的時間。

水星上的一天可真慢啊！

水星上

太陽還會扭頭跑

有趣的是，水星上一天中的怪異還不僅是這些。

由於水星的公轉軌道太偏離圓形了，應該說是扁的橢圓軌道（偏心率達0.206，而地球軌道的偏心率只是0.017），這導致水星在軌道上轉動的速度，近日點和遠日點處就相差很大，水星近日點處的公轉速度（71.7千米/秒）比平均速度（47.8千米/秒）高出1.5倍，假如水星以近日點的速度公轉，只需56.6個地球日就可以轉一圈，這比它的自轉周期（58.6個地球日）都短了。

這意味著水星到達近日點附近的時候，水星公轉造成的太陽從西向東轉的效果會超過水星自轉導致的從東向西轉的效果。這時，太陽的行為會很奇怪，本來是從東向西轉的，之後會靜止在空中，再之後會扭頭從西向東轉，此後又會靜止，接下來再扭頭繼續從東向西轉。

如果水星上的居民正好在這時看到水星上的日出，那麼水星上的日出就是這樣：太陽從東方升起，幾個地球日後，又從東方落下，再幾個地球日，又從東方升起，直到太陽落山。

金星上

太陽西升東落

行星上的日出日落比較怪異的還有金星。金星是唯一一個逆向自轉的行星，也就是金星的自轉方向與地球的自轉方向相反，是自東向西轉的，因此，金星上的太陽是從西方升起，從東方落下的。

金星的公轉周期是224.7個地球日，而自轉周期則是243個地球日，自轉時間比公轉時間都長！那麼這是不是意味著，金星上的一天是243個地球日，比一個金星年要長呢？通過對水星的分析，你肯定不再這麼想了。

那麼既然金星的自轉這麼慢，是不是金星上的一天是好幾個金星年了？還不是。因為金星是自東向西轉的，金星自轉導致的太陽在太空中運行的效果是西升東落，而同時，金星公轉的方向又與地球的公轉方向類似，造成的太陽在天空中運行的效果也是西升東落。那麼這兩個效果合起來，可想而知，金星上的太陽在天空中轉動的速度還是比較快的，從西方升起，從東方落下，再從西方升起，一個晝夜，只需要116.7個地球日就可以了。

因此，金星雖然自轉很慢，但金星上的一天只是大約半個金星年，也就是金星的一年可以經歷兩個晝夜。

天王星上

極地夏季，赤道冬季

另一個值得一提的行星是天王星，天王星是唯一一個躺著自轉的行星，也就是自轉軸幾乎與公轉軌道面重合，夾角只有7°左右。天王星自轉周期大約17小時，而公轉一圈就長了，是84個地球年！這意味著天王星的極點附近（自轉軸附近）會有42個地球年是白天，42個地球年是黑夜，因此極點附近需要約84年才會經歷一個晝夜更替，而且太陽在天空中是從南方升起，從北方落下，極地也會出現太陽直射的時候。

那麼天王星的其它地方是什麼情況呢？

怪就怪在，天王星上不同的地方每一天的情況是不同的。它的赤道處則是時時刻刻都是以大約17小時的時間進行晝夜更替，太陽的表現與地球上的晝夜差不多，也是東升西落。只是當太陽直射極點時，天王星赤道處的太陽就像地球上極地的太陽一樣，距離地平線很低。

因此，與地球赤道處不同的是，天王星上的赤道處會經歷非常分明的春夏秋冬四季變化：天王星公轉到極點正對太陽的時候，不論是南極點還是北極點，赤道上的人看太陽，太陽都是在地平線附近活動，這時的赤道處就處於冬季；當天王星公轉到赤道正對太陽的時候，顯然這時赤道處就是太陽直射，處於夏季；那麼在冬季和夏季之間就會經歷春季或秋季。需要點明的是，天王星赤道處一個天王星年會經歷兩次四季輪迴。

但是緯度大於7°的區域，每一個天王星年中都會出現時間長短不一的極晝和極夜時間，距離赤道越近，極晝和極夜時間越短，距離極點越近，則極晝和極夜時間越長。除了極晝和極夜時間之外，還搭配著正常的晝夜更替。這就是天王星上不同地點的晝夜表現，怪吧？

太陽系的其他行星上，一天內，太陽的表現與在地球上差不多，只是晝夜長短不同而已，唯有水星、金星和天王星三個「活寶」，讓太陽對它們「另眼相看」。

本文源自大科技〈科學之謎〉 雜誌文章 歡迎您關注大科技公眾號：hdkj1997