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2008 年 2 月 14 日

太陽系裡的奇景 (14): 潮汐力與衛星自轉
   提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 在上個月「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 。 當然,月球仍然有著自轉的現象, 祇是它的自轉周期受限於它 繞行地球的公轉周期 , 它的自轉周期為一個「恆星月」、周期長約 27.3 個 地球日 。 相同地,其他的 行星 也是會以對其衛星的潮汐力影響著衛星的自轉速率與自轉方式。 其結果衛星會呈現出何種外觀和內部結構現象呢?我們明日再繼續詳加介紹。

        上圖是 卡西尼號太空環繞器 所攝得總是以同一面朝向 土星 泰坦 面向土星的這一面照片。 因為太陽此時位於圖的右側,因此使得照片左側顯得陰暗,如同在地球上看到的 上弦月 景觀。

明日主題 : 太陽系裡的奇景 (15): 潮汐力與衛星內部結構
天文史上的今天 : 1950 年 2 月 14 日,在 1931 年首先發現來自 銀河中心  無線電波 的美籍科學家 顏斯基 (Karl Guthe Jansky,1905.10.22. - 1950.2.14.) 逝世。

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主編 : 陳輝樺陳輝樺                 
                            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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