自転の物理学的概念と天文学的特性

自転（じてん、英: rotation）とは、物体がその内部の点または軸のまわりを回転する運動、あるいはその状態を指す物理学的な概念です。力学において剛体の自転は単に「回転」と呼称されることが多く、オイラーの運動方程式を用いてその運動を記述します。

天体における自転

天文学において、天体の自転は公転軌道を基準とした回転運動として定義されます。惑星や衛星、彗星などの多くの天体は自転していますが、その速度や軸は天体固有の物理的条件や外部からの引力の影響を受けます。

自転軸と自転周期

天体の自転の中心となる直線を自転軸と呼び、天体が360度回転するのに要する時間を自転周期と定義します。地球の場合、太陽の位置を基準とした「1日」と、恒星を基準とした「恒星日（自転周期）」には、公転による移動分のため約236秒の差が生じます。

自転速度の変動

天体の自転速度は、内部構造や外部環境の変化によって変動することがあります。例えば、地球の自転速度は潮汐摩擦などの影響により長期的には減速傾向にありますが、短期的には地震や火山活動、地殻変動などの影響で不規則に変化します。NASAの報告によれば、2011年の東北地方太平洋沖地震のような大規模な地震が、地球の自転速度や一日の長さに微小な変化をもたらした可能性が指摘されています。

地球の自転の影響

地球の自転は、地球上の物理現象に多大な影響を与えています。

• 昼夜の交代：太陽に対する相対的な位置の変化により生じます。
• 慣性力：自転に伴う遠心力やコリオリの力は、大気や海流の循環、台風の進路に影響を及ぼします。
• 地磁気の生成：地球内部の液体核における対流運動が、自転によるコリオリの力を受けることで双極子磁場が維持されています。