地球はなぜ自転するのですか?

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好奇心旺盛な子供たち あらゆる年齢の子供向けのシリーズです。専門家に答えてほしい質問がある場合は、次の宛先に送信してください Curiouskidsus@theconversation.com.


なぜ地球は自転するのでしょうか?サラ H.、5 歳、ニューヨーク州ニューパルツ


私が初めて自分のお金で買ったのは地球儀でした。私はおそらく5歳だったと思いますが、それを家に持ち帰るのがとても楽しみでした。すぐにわかりましたが、地球が実際に回転する方向に回転させることができます。

北極と南極の間には想像上の線があります。それを回転軸と呼びます。地球の場合、自転軸は明るい星、北半球の晴れた夜に見える北極星を指します。

A series of images of Earth seen from a satellite shows the planet rotating through a single day.
1 日にわたる衛星画像には、地球が地軸を中心に回転していることが示されています。 NASA/EPIC、Tdadamemd 編集

地球儀をどの方向に回転させるかを知りたい場合は、右手で間抜けな「親指を立てる」サインを作ります。あなたの親指が地球の回転軸であり、北極を指していると想像してください。指は自然に手の周りで丸くなり、その指が指す方向が地球の回転方向になります。

地球は 24 時間ごとに一周し、西から東に自転します。そのため、太陽は東から昇り西に沈み、夜の星は空を横切って動いているように見えます。

なぜこれが起こるのかを理解するために、宇宙の他の天体から何が学べるかを見てみましょう。

すべてが回転します

太陽も自転しています。実際、地球と同じ方向に自転しています。

それだけでなく、地球は、他のすべての惑星や 100 万以上の小惑星や準惑星と同様に、同じ方向に太陽の周りを公転しています。

ほとんどは同じ方向に回転しています。木星と土星の自転は地球よりもかなり速く、自転にかかる時間はわずか約 10 時間です。土星の自転は少し傾いているので、 年輪の変化する景色を見る 時間とともに。

Image of five moons of various sizes and part of Saturn
カッシーニ探査機は、何十億もの小さな氷と岩の塊でできた土星の輪の一部と、5 つの衛星を示すこの画像を撮影しました。 NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/宇宙科学研究所

おかしな例外が 2 つあります。天王星は横にひっくり返ったように見えます。正確な方法は誰も知りません。もしかしたら別の惑星に衝突したのかもしれない。金星も奇妙です - それは後ろ向きに回転します。それがそのように形成されたのか、それともひっくり返ったのかはわかりません。現在、ほとんどの科学者は、その回転は次のとおりであると考えています。 時間の経過とともに逆転した による 潮汐力 太陽と金星の厚い大気が関係しています。

つながるものすべて 私のような天文学者 不思議に思う:太陽系の形成方法について、その回転方向に「焼き付けられた」何かがあるのでしょうか?

スターの誕生

さらに多くの手がかりを得るには、惑星系を形成しつつある若い星を調べてみましょう。

有名なものはと呼ばれます ベータピクトリス. 。それは塵、ガス、そして微惑星と呼ばれる小さな破片からなる薄い円盤に囲まれています。大きさは砂粒から岩、場合によっては山ほどの大きさまであります。天文学者らは、この円盤が星誕生時に残った物質から形成されたと確信している。

スターが生まれる 他の同様の雲に囲まれた宇宙を移動するガスと塵の雲から。重力により、これらの雲は通過するときに互いに引っ張り合い、ゆっくりと回転します。

この雲がひとつでも 崩れて星になる, 、回転し続けます。星は、回転ガスと塵でできた平らなパンケーキの中心で回転しながら形成されます。 原始惑星系円盤. 。星もガスも塵もすべて同じ方向に回転しています。

Illustration of a star in the center of a slanted ring of debris shown as glowing against the star
アーティストの絵は、ベータ ピクトリスを周回する惑星がどのように見えるかを示しています。 ESO L.カルサダ/N.ライジンジャー (skysurvey.org), CCBY
An image of the star from the Hubble Space Telescope show its main debris ring and what appears to be a second ring slightly off tilt.
ハッブル宇宙望遠鏡は、ベータ・ピクトリスの実際の画像を撮影しました。天文学者らは、原始惑星系円盤が見えるように写真内の恒星からの光を遮断した。 David Golimowski/ジョンズ・ホプキンス大学、NASA、ESA

天文学者たちは、私たちの太陽系は初期の頃、ピクトリスベータ星によく似ていたと考えています。

円盤の内部では、ガスと塵が互いにくっついている可能性があると考えられます。 降着と呼ばれるプロセス. 。赤ちゃん惑星が成長し始めると重くなり、その重力によって小さな破片がどんどん引き寄せられます。

赤ちゃん惑星が十分に大きくなると、重力によって押しつぶされ始めます。 より高密度にする. 。そのため、アイススケート選手が腕を引き寄せて回転するように、地球の回転が速くなります。炉心内の圧力が上昇すると、炉心は溶融します。密度の高い物質は核に向かって沈み、軽い物質は惑星の表面に浮かびます。最終的には、岩石に囲まれた鉄の核を持ち、おそらくその外側には水や氷のような物質がある惑星になります。

それは 私たちが太陽系で見ているもの.

地球が自転していなかったらどうなるでしょうか?

地球の自転は生命にとって重要です。それは昼と夜を引き起こします。それも 海の潮汐にとって重要. 。毎日の水の満ち引き​​がなければ、 生命は決して出現しなかった可能性がある 海から陸へ。

そのため、天文学者は地球が自転しているのは、地球が形成されたときに太陽系全体がすでに回転していたためであると考えています。しかし、惑星の自転が時間の経過とともにどのように変化するのか、また自転が生命の進化にどのような影響を与えるのかについては、まだ多くの疑問が残っています。と 太陽系外には現在5,000以上の惑星が知られている, 、将来の科学者は探索に忙しいでしょう。


こんにちは、好奇心旺盛な子供たち!専門家に答えてほしい質問はありますか?大人に質問を送ってもらいます CuriousKidsUS@theconversation.com. 。お名前、年齢、お住まいの市区町村を教えてください。

編集者注:この記事は水星への言及を削除するために更新されました。

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