Мы, люди — крайне умелые существа, имеющие какой-никакой, но разум (разум — система контроля чувств и эмоций и интеллект, а не сознание, хватит путать эти понятия!), живущие на нынешней Земле, привыкли, что в году 365 или 366 дней (если год високосный — появляется дополнительный день 29 февраля).
Но что, если бы мы бы оказались на другом небесном теле? Как часто мы бы накрывали стол под бой космических курантов? По случаю наступающего Нового года рассказываем, каковы года на других небесных телах и даже у самой Вселенной.
Начнём с первой планеты от Солнца — Меркурия. Он совершает оборот вокруг Солнца за 87,97 дней. Ещё в середине ХХ века мы бесспорно знали о первой планете только это. Из-за сложностей с наблюдениями Меркурия многие астрономы полагали, что он находится в приливном захвате по отношению к Солнцу. Так называют ситуацию, когда период вращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. Именно так вращается Луна. Считалось, что и Меркурий всегда повёрнут к Солнцу одной и той же стороной.
Сейчас мы знаем, что это не так.
Всё гораздо сложнее. Период вращения Меркурия вокруг своей оси составляет 2 земных месяца). Это ровно 2/3 от меркурианского года, что вряд ли случайное совпадение и, скорее всего, связано с его гравитационным взаимодействием с Солнцем. Это порождает любопытную особенность планеты. Если, когда Меркурий проходит перигелий, точка его поверхности обращена точно к Солнцу, то при следующем прохождении перигелия к Солнцу обращена в точности противоположная точка поверхности.
Ещё через меркурианский год Солнце снова вернётся в зенит над первой точкой. В результате на планете можно выделить «горячие долготы» — два противоположных меридиана, которые попеременно обращены к Солнцу во время перигелия. Из-за этого на них горячо даже по местным меркам. В остальном же из-за отсутствия атмосферы и малого наклона оси планеты на ней нет смены времён года.
Теперь перейдём на Венеру.
Как и в случае с Меркурием, до начала космической эры никто не знал, как именно она вращается. Отчасти именно по этой причине люди прошлого фантазировали о венерианских тепличных сажах. Но реальность оказалась очень суровой.
Сейчас известно, что венерианский день длится дольше венерианского года! Венера совершает оборот вокруг своей оси за 243 дня, а вокруг Солнца — всего за 227 дней. К тому же вторая планета ещё и вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном вращению почти всех других планет. Наверняка это связано с каким-то столкновением на заре Солнечной системы.
Стоит отметить, что у нынешней Венеры крайне массивная и плотная атмосфера, почти полностью состоящая из углекислого газа. Это создаёт мощнейший парниковый эффект. Несмотря на очень длинную ночь, температура ночной стороны планеты почти не отличается от дневной — 480 °C. Нет заметной разницы и в температуре экватора и полюсов Венеры. Из-за этого, как и на Меркурии, на ней нет смены сезонов. Если человечество когда-нибудь достигнет поверхности Венеры, в погоде разбираться не придётся.
На Марсе год длится 687 земных суток.
При этом у Красной планеты есть ряд любопытных сходств с Землёй. Так, солнечные сутки на Марсе длятся 24 часа 39 минут. Впрочем, даже совсем небольшая разница в 39 минут сказывается на людях, управляющих марсоходами. Чтобы начинать смену в одно и то же марсианское время, им приходится приходить на работу на 39 минут позже. Рабочий день постепенно сдвигается с утра на поздний вечер, а затем и на ночь.
Наклон марсианской оси тоже близок к земному — 25,2 градусов. Поэтому, как и на Земле, на Марсе есть зима, весна, лето и осень. Но со своими отличиями. Так, орбита Марса куда более вытянута, чем земная, — и это влияет на климат. Красная планета проходит перигелий в разгар зимы в Северном полушарии и лета в Южном, а афелий — соответственно, наоборот. Поэтому для Северного характерны мягкая зима и прохладное лето. В Южном полушарии зима более холодная, а лето жаркое — разница температур с Северным полушарием доходит до 32 °C.
Впрочем, это ещё цветочки по сравнению с температурными перепадами в течение марсианских суток. Атмосфера у Марса в наше время (раньше он быть другим, да и будущем имеет шансы снова обрести жизнь) очень тонкая (давление у поверхности там в 160 раз меньше, чем на Земле). И если днём температура на экваторе может достигать +20 °C, то ночью она часто опускается ниже –100 °C.
Чем дальше от центра Солнечной системы, тем дольше длится год. Так, год на карликовой планете Церера длится 1682 земных дня, или примерно 4,6 земных года. Но газовые миры — это что-то весьма необычное.
Юпитер совершает оборот вокруг Солнца за 11,8, Сатурн — за 29,5, Уран — за 84, а Нептун — за 164,8 земных года. То есть с открытия планеты астрономами на Уране не прошло ещё и трёх местных лет, а Нептун только-только завершил первый оборот вокруг Солнца.
Несмотря на большие размеры, все известные (может есть крупные миры, скрывающиеся в Облаке Оорта?) планеты-гиганты Солнечной системы вращаются быстро. День на Юпитере занимает менее 10 часов, на Сатурне — 10,5 часа, на Уране — 17,2 часа, на Нептуне — чуть менее 16 часов. Несложно подсчитать, что нептунианский год состоит из 90 тысяч местных дней.
Хотя все нынешние газовые планеты у Солнца куда холоднее Земли, на всех них есть сезонные циклы и связанные с этим погодные явления. Например, раз в местный год, когда на северном полюсе Сатурна царит лето, там обычно образуются крупные, но кратковременные шторма. Этот феномен иногда называют Большим белым пятном.
А на Уране всё ещё запутаннее.
Дело в том, что плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты под углом 97,8 градусов. Планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой». Из-за этого времена года на Уране сменяются совсем не так, как на других планетах. Вблизи солнцестояния один полюс постоянно обращён к Солнцу, а другой отвёрнут от него. Только на узкой полосе вокруг экватора есть цикл дня и ночи — при этом Солнце всегда находится низко над горизонтом. Через половину местного года всё переворачивается: 42-летний полярный день сменяет 42-летнюю полярную ночь, и наоборот. И хоть из-за такой странной ориентации планеты в среднем за местный год полюса Урана получают больше энергии от Солнца, чем экватор, температура на нём всё равно выше. Механизм этого неизвестен.
Что касается разжалованного из планет Плутона, то его год длится 247,9 земных. Плутонианец, родившийся в день открытия бывшей девятой планеты Клайдом Томбо, отметит свой первый день рождения где-то в конце 2177 года.
Год на Плутоне в целом примечательный. Он движется по куда более вытянутой орбите, чем любая из планет. В перигелии Плутон приближается к Солнцу на 4,4 миллиарда километров — даже ближе, чем Нептун, а в афелии удаляется на 7,3 миллиарда километров. Из-за такой большой разницы в афелии карликовая планета получает в 2,8 раза меньше света, чем в перигелии. Из-за этого атмосфера Плутона начинает вымерзать по мере приближения к афелию. Вымерзает она полностью или нет — вопрос спорный. Но, например, известно, что с 2016 по 2019 год атмосферное давление у поверхности Плутона уменьшилось на целых 20%.
Плутонский год может показаться нам очень долгим. Но в Солнечной системе есть тела, год на которых длится десятки тысяч лет. Например, транснептуновый объект Лелеакухонуа совершает один оборот вокруг Солнца за 41 тысячу лет. А если говорить про гипотетические ледяные объекты из облака Оорта и пока недоказанные, но возможные Планету 9, Планету 10 и пр., то у таких небесных тел один год равен миллионам.
А что насчет экзопланет?
Ещё недавно астрономы считали, что другие звёздные системы напоминают нашу и периоды обращения их планет примерно похожи.
Но реальность оказалась такой, что до некоторых миров не смогли додуматься фантасты. Обнаружилось множество планет с экстремально малыми периодами обращения, год на которых измеряется несколькими днями, а то и часами. В качестве примера можно привести сплюснутый и горячий мир [Кеплер-974 d]. На один оборот вокруг него ей требуется всего 4 часа 24 минуты и 56 секунд!
И такие миры вовсе не редкость, хоть и теперь подтверждённая Кеплер-974 d пока самая короткопериодичная. Как они оказались так близко к своим звёздам — всё ещё предмет научных споров. Некоторые считают, что экзопланеты изначально сформировались на экстремально близких орбитах, другие — что в какой-то момент они мигрировали. Вероятно, в зависимости от системы правдой может быть и то, и другое.
Экзопланеты на столь небольших расстояниях от звёзд наверняка находятся в приливном захвате и обращены к ней одной и той же стороной. Поэтому на них нет привычной нам смены дня и ночи. Одно из полушарий таких миров представляет собой зону вечного света, другое — вечной тьмы.
Что до экзопланеты с самым длинным годом, то пока что пальму первенства удерживает [ b]. Ему требуется 1,10064 миллиона земных лет на один оборот вокруг красного карлика.
В отличие от планет нашей системы, многие экзопланеты находятся на крайне вытянутых орбитах, из-за чего у них экстремальная смена сезонов. Для иллюстрации возьмём газовый гигант [ 80606 Ab], год на котором длится 111 земных дней. На первый взгляд ничего необычного — если не посмотреть на его орбитальные характеристики. Планета то приближается к звезде на 4,5 млн. км, то удаляется на 131 млн. км!
Результат этого безумия — адская смена сезонов порождающая огненные гиперзвуковые ветра.
Но есть ли среди множества экзопланет такие, которые похожи на наш мир? Возможно. Например, на Кеплер-452 b, планете-океане, вращающейся вокруг звезды, похожей на Солнце, год длится 384,2843 земных дня. Из-за этого температура на планете составляет -19 °С, что, хотя и прохладно, вполне подходит для жизни, какой мы её знаем. Эта планета и её звезда находятся в созвездии Лебедя на расстоянии 1813 световых лет от Земли.
Ок. А есть ли год у галактики?
Да. Хотя, казалось бы, странный вопрос. Год длиной в 1,27 миллиона земных лет кажется невообразимым — пока не сравнить его с 225 миллионами лет. Примерно столько, по оценкам учёных, требуется, чтобы Солнце совершило один оборот вокруг центра Млечного Пути. Исходя из этой цифры, Большой взрыв произошёл 61 галактический год назад, Земля сформировалась 20 галактических лет назад, динозавры вымерли 0,3 галактических года назад, первые современные люди появились где-то 0,001 галактических лет назад. Через 1 галактический год на Земле образуется новый суперконтинент, через 25 лет Солнце станет белым карликом, а через 30 лет Млечный Путь сольётся с Андромедой в единую гигантскую,скорее-всего, эллиптическую галактику Млекомеда.
На первый взгляд такие подсчёты кажутся не более чем забавой. Но стоит помнить что, галактический год оказывает влияние на Солнечную систему. Двигаясь по Млечному Пути, наше Солнце периодически сближается с другими звёздами. Близкие пролёты могут дестабилизировать облако Оорта, отчего во внутреннюю часть Солнечной системы попадёт больше комет, представляющих угрозу для нашей Земли.
Впрочем, возможно, вся наша Вселенная, по одной из гипотез, может вращаться со скоростью один оборот за 500 миллиардов лет.