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2008 年 1 月 9 日
  

揭開土星系統奧秘 (193): 為什麼我們總是看到相同的月面?
   提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS)

說明 :在昨天「土星環粒子運行模式」的介紹中提及, 土星環上的冰粒子緩慢的自旋轉動如同一群縮小版的 衛星 一般, 它們並不像科學家們曾經認為的那麼快速地自轉。 這些環中粒子運行的路徑,當它們每運行土星一周時只旋轉一次, 如同土星的其它 衛星 一樣。 這也表示 土星環 粒子中有一面始終面對著 土星 。這讓我們好奇:為什麼我們總是看到相同的月面? 我們不妨以科學的步驟來思索其原因,簡介潮汐鎖定現象 (Tidal locking) 如下:

            假設:原本 月球 地球 都能自由自轉, 但受到對方所引起的 潮汐力 影響而逐漸減速下來。

            驗證:在地球上可看到月球對 地球表面大氣 、海水所引起的潮汐現象。 因此也造成了 地球自轉 逐漸減速下來, 以致於我們每年 6 月和 12 月底常有 閏秒 的須要。

            推理:月球 質量 體積 大小遠比地球的質量與體積小很多。 當然,地球對於月球的潮汐力影響遠大於月球對於地球的潮汐力影響。 所以, 月球的自轉 很快地就慢到最慢的狀況, 也就是 總是以同一月面朝向地球 。 而且,月球外觀呈現在地球、月球連線方向略比 月球繞地球公轉 運行的方向來得長。 另一方面,在難以觀察到的內部物質之分布,也會因著潮汐力的作用而有互相推擠,以致於使得星球的內部增溫, 並逐漸呈現靠近地球這面的 密度 會略大於遠離地球那面的密度,甚至造成局部中空的現象。

            左上圖是面向土星的泰坦照片,右上圖是地球上利用相機拍攝得到總是以同一面向地球的月球照片。

明日主題 : 揭開土星系統奧秘 (194): 泰坦上有湖嗎?
天文史上的今天 : 1839 年 1 月 9 日,法國科學學會在巴黎公布了路易•達蓋爾 (Jacques Louis Mande Daguerre,1787.11.18. - 1851.7.10.) 在 1835 年發明的銀版攝影技術 (Daguerreotype Photography Process),使攝影紙張上的正像與負像轉換過程得以問世。

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主編 : 陳輝樺                 
                            諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                                         蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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