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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：原本月球與地球都能自由自轉，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：月球質量與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。

主編 : 陳輝樺或陳輝樺
                            諮詢服務 : 陳輝樺或 (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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