Planeta o osi prostopadłej do płaszczyzny kołowej orbity

Rozwiązanie

Dwa pytania wymagają dwóch informacji

Nachylenie osi rozstrzyga, czy kierunek oświetlenia zmienia się w ciągu roku między półkulami. Następowanie dnia i nocy zależy zaś od tego, czy powierzchnia obraca się względem kierunku do gwiazdy. Nie wolno zamieniać tych ruchów miejscami.

1. Co daje oś prostopadła do płaszczyzny orbity?

W tym ustawieniu równik planety leży w płaszczyźnie orbity. W kołowym modelu kierunek do gwiazdy przez cały obieg pozostaje w płaszczyźnie równika. Żadna półkula nie przechyla się naprzemiennie ku gwieździe. Ta sama szerokość geograficzna nie przechodzi więc corocznie od wysokiego letniego górowania do niskiego zimowego.

Model nie daje naprzemiennego lata i zimy wynikających z nachylenia osi. Kołowa orbita dodatkowo usuwa roczną zmianę odległości od gwiazdy. Nie jest to twierdzenie, że na takiej planecie nie może zajść jakakolwiek zmiana klimatyczna.

2. Czy dzień i noc muszą zniknąć?

Nie. Jeżeli powierzchnia obraca się względem kierunku do gwiazdy, punkty poza biegunami przechodzą między stroną oświetloną a nieoświetloną. Zerowe nachylenie osi nie usuwa tego ruchu. W prostym modelu punktowej gwiazdy i bez atmosfery dzień i noc mają wtedy równe długości.

3. Dlaczego nie można też zagwarantować dnia i nocy?

Treść nie określa okresu i zwrotu obrotu. Możliwy jest obrót synchroniczny: planeta obraca się raz podczas jednego obiegu, w tym samym zwrocie. Wtedy stale pokazuje gwieździe tę samą stronę. Na jednej półkuli trwa dzień, na drugiej noc; nie następują po sobie.

Można to sprawdzić kartką ze strzałką skierowaną ku lampie. Obchodząc lampę i stale kierując strzałkę w jej stronę, po pełnym okrążeniu obrócimy kartkę raz względem pokoju. Obrót względem dalekiego tła nie jest więc automatycznie obrotem względem lampy.

Odpowiedź z warunkiem, którego brakowało

Brak sezonowości pochodzącej od nachylenia wynika z danych. Cykl dnia i nocy jest możliwy, ale nie jest przez te dane zagwarantowany. Do rozstrzygnięcia trzeba znać obrót względem kierunku do gwiazdy. Dopisanie „planeta obraca się, więc na pewno są doby” pomija przypadek synchroniczny.

Powiązana teoria

Pory roku i wysokość Słońca — geometria zamiast mitu o odległości

Dalsza lektura

Materiał referencyjny