[include(틀:회원수정2)]
[include(틀:천문학)]
[목차]
== 개요 ==
{{{+1 [[自]][[轉]][[週]][[期]] / rotation period}}}

한 행성이 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간. 보다 일반적으로는 어떤 물체에 대해서도 자전이나 자전 주기를 이야기할 수 있다.

== 물체 종류별 자전 주기 ==
보통 자전과 같은 회전운동에 있어서 [[강체]]를 중심으로 다루는데, 사실 강체가 아니더라도 자전을 이야기할 수 있다.
참고로 행성의 경우 자전 방향이 공전과 반대인 시계방향이면 자전 주기를 음수로 취급하기도 한다. 바로 자전축 기울기가 90도보다 큰 금성과 천왕성.

=== 구형 강체, 고체 행성 ===
[[지구형 행성]]이 여기에 속한다.
단단한 형태를 하는 물체는 정의하기 매우 쉽다. 천체의 한 지점을 잡고 배경에 대해 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간으로 하나의 값으로 결정할 수 있다.

=== 기체 행성 ===
[[목성형 행성]]과 [[태양]]이 여기에 속한다.
기체의 특성 상 위도와 경도마다 [[각속도]]가 달라지기 때문에, '적도에서 얼마, 고위도에서 얼마'와 같은 식으로 위도와 경도별로 다르게 이야기한다.
또는 기체 행성의 자기장의 회전 주기로 자전 주기를 이야기하기도 한다. 맨틀이나 핵 부분의 물질의 회전을 행성 자기장의 변화로 유추하는 셈이다.

=== 비대칭 강체 ===
강체는 질량 분포에 따라 일반적으로 세 가지 주축이 있다. 사실 지구와 같은 행성도 엄밀히 말하자면 비대칭 강체[* 타원체라고는 하는데 사실 적도 둘레도 타원형인 삼축부동 형태]다. 그렇지만 자전 방향이 북극/남극 방향과 거의 일치하며 구에 거의 가깝기 때문에 위 '구형 강체' 항목에 들어가는 것이다. 엄밀한 분석은 [[극운동]]을 고려하면서 이루어진다.

자전 방향별로 각속도와 관성 모멘트 스칼라 값이 달라지므로 방향 별 주기로 여러 가지 값을 가질 수 있다. 일반적으로는 주축을 기준으로 세 가지 값을 이야기한다.

대표적인 천체로 [[https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperion_(moon)|히페리온]]이 있다. 다만 이 토성의 위성은 질량 분포가 비대칭인데다가 외부 천체와 상호작용을 주고받으면서 회전운동이 혼돈을 보여서 자전 주기를 이야기하기 어렵다.
==== 관련 문서 ====
 * [[관성 모멘트]]

== 기준 대상별 자전 주기 ==
사실 흔히 말하는 하루의 길이는 엄밀히 말하자면 자전 주기와 다르다. 지구는 [[자전]] 뿐만 아니라 [[공전]]도 함께 하기에 실질적으로 태양이 남중하는 시간간격은 달라지게 마련이다. 그렇지만 태양일, 즉 하루의 길이 역시 자전 주기의 범주에 들어갈 수는 있다.

=== [[항성일]] ===
恒星日 / Siderial Day
고정된 별을 기준으로 이 별이 남중을 하는 시각부터 다음 남중 시각까지의 시간간격이다. 보통 자전 주기라 하면 이 쪽을 가리킨다.
추가로 별이 아닌 [[춘분점]]을 기준으로 잴 수도 있다. [[세차운동]]의 영향으로 지구의 경우 항성일보다 8~9 밀리초 정도 짧아진다. 그런데 이에 대한 정식 명칭은 없는 모양.[* 굳이 쓰자면 회귀일(tropical day)라고 하면 될 것 같지만 영어 명칭에 이 말의 설명이 안 나온다. 영어 위키백과 지구의 자전(Earth's rotation) 문서를 보면 별 기준을 stellar day 춘분점 기준을 sidereal day로 표현한다.]

=== [[태양일]] ===
太陽日 / Synodic Day.
하루의 길이를 뜻한다. 행성이 공전을 하면서 항성일과 차이가 난다.
[[파일:항성일과 태양일.png]]
위 그림에서 빨간색 화살표 사이의 시간간격이 태양일. 항성일은 연두색 선분 사이의 시간간격이다.

그런데 이 태양일 값은 실제 태양을 기준(진태양일)으로 하는가, 혹은 겉보기 태양을 기준(시태양일)으로 하는 가에 따라 달라질 수 있다. 물론 두 가지는 거의 비슷한 값을 가지지안, 지구와 태양 사이의 거리 때문에 태양에서 출발한 빛과 지구에 도달하는 빛의 시간 차가 발생하는데 여기서 진태양일과 시태양일의 차이가 난다.

더구나 [[균시차]] 문서에서 설명하듯이 실제 태양일은 때에 따라 달라진다. 이를 평균하여 낸 평균태양일로 흔히 하루의 길이를 이야기한다.

== 태양계 천체의 자전 주기 ==
태양을 도는 천체의 항성일(P)과 공전주기(Q), 그리고 태양일(P')은 아래 식과 같이 [[회합 주기]] 관계가 있다.
{{{+1 [math(\displaystyle {1 \over P'} = {1 \over P} - {1 \over Q} )]}}}
여기서 P, Q, Q' 값을 대입할 때 반시계방향은 양수로, 시계방향은 음수로 취급한다. 위의 식에 의하면 자전 방향과 공전 방향이 같으면 태양일이 항성일보다 길며,[* 태양계 행성에선 수성, 지구, 화성, 목성, 토성, 해왕성이 해당.] 자전 방향과 공전 방향이 같으면 태양일이 항성일보다 짧다.[* 태양계 행성에선 금성, 천왕성이 해당.] 또한, 자전 방향과 공전 방향이 같은데 자전 주기와 공전 주기가 별로 차이나지 않으면 태양일이 아주 길어진다. 태양계에서는 수성이 이에 해당되며, 태양일이 공전 주기보다도 길어진다.

아래 표에서 [[일]]은 지구 시간을 기준으로 한다. [[시간]], [[분]] 단위도 마찬가지.
[[http://cseligman.com/text/sky/rotationvsday.htm|데이터 출처]]
| 천체의 자전 주기 | 천체 || 자전 주기 || [[하루]]의 길이 ||
|| [[태양]] || 25일 9시간(적도)[br] 35일(고위도)[* 태양의 표면이 유체(액체 혹은 기체)로 이루어져 있기 때문에 위도에 따라 차등자전한다. 적도에 가까울수록 자전 속도가 빠르다. 태양 광구에 있는 흑점의 이동을 관찰함으로써 확인할 수 있는 사실이다.] || - ||
|| [[수성]] || 58일 16시간 || 175일 21시간 ||
|| [[금성]] || -243일 0시간[*역자전 자전축이 공전축에 177° 기울어져 있기 때문에 역자전한다.(자전 방향이 다른 행성들과 반대이다.)] || -116일 18시간[*역자전] ||
|| [[지구]] || 23시간 56분[* [[인류세]] 즉 현대 기준, [[명왕누대]] 시절 4시간으로 점점 느려지고 있다.] || 24시간 0분 ||
|| [[달]][* 지구 주위를 돌므로 태양에 대한 공전은 지구의 공전 주기를 따른다. 자전 주기는 공전 주기와 같은 항성월, 하루의 길이는 삭망월과 동일해진다.] || 27일 8시간 || 29일 13시간 ||
|| [[2011 MD]] || 11분 37.3초 || ||
|| [[화성]] || 24시간 37분 || 24시간 40분 ||
|| [[목성]] || 9시간 50분(적도)[br] 9시간 56분(고위도)[*편평도 행성의 편평도(적도 반지름과 극 반지름의 차)가 커서 따로 산출함.] || ||
|| [[토성]] || 10시간 14분(적도)[br] 10시간 38분(고위도)[*편평도] || ||
|| [[천왕성]] || -17시간 14분(자기장)[* 역자전. 자전축이 공전축에 약 97° 기울어져 있어 거의 누워서 자전한다고 보면 된다.] || ||
|| [[해왕성]] || 16시간 7분(자기장) || ||
|| [[명왕성]] || -6일 9시간 || ||

== 관련 문서 ==
 * [[자전]]
 * [[시간 체계]]
 * [[공전 주기]]
 * [[회합 주기]]
 * [[균시차]]
[[분류:천문학]]