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見かけの逆行運動とは、特定の視点から観察した場合、惑星がその系内の他の天体と反対方向に運動しているように見えることです。順行運動は、他の天体と同じ方向への運動です。
この文脈では「順行」と「直行」という用語は同義ですが、天文学では前者が伝統的な用語です。「順行」の最も古い記録は18世紀初頭に使用されましたが、現在ではこの用語はあまり一般的ではありません。[1]
語源と歴史
逆行という用語はラテン語のretrogradus（「後退」）に由来し、接尾辞retro-は「後方」、gradusは「ステップ」を意味する。逆行は、黄道帯、恒星、その他の天体に対して夜空を移動する惑星の軌道を説明するために最もよく使用される形容詞である。この文脈では、この用語は地球から見た惑星を指し、特定の時間に短時間停止して方向を反転するが、現実には、もちろん、現在では惑星は永久に同じ均一な方向に周回していることが分かっている。[2]
夜空を観察すると、惑星が星と間違われることがあるが、実際には惑星は星に対して毎夜位置を変えている。逆行（後方）と順行（前方）は、星が地球の周りを回っているかのように観察される。紀元後150年、古代ギリシャの天文学者プトレマイオスは、地球が太陽系の中心であると信じ、そのため星に対する惑星の動きを表すために逆行と順行という用語を使用した。今日では惑星が太陽の周りを回っていることは知られているが、地球から観察される星に対する惑星の動きを表すために同じ用語が引き続き使用されている。太陽と同様に、惑星は東から昇り西に沈むように見える。惑星が星に対して東に移動する場合、順行と呼ばれる。惑星が星に対して西に移動する場合（反対の経路）は逆行と呼ばれる。[3]
この見かけ上の逆行は古代の天文学者を困惑させ、そもそも彼らがこれらの天体を「惑星」と名付けた理由の1つである。「惑星」はギリシャ語で「放浪者」を意味する言葉に由来する。紀元前3世紀にアポロニウスが提唱した太陽系の地動説モデルでは、逆行運動は惑星が従円と周転円を描いて移動するという形で説明された。[4]コペルニクスの時代まで、それが錯覚であるとは理解されていなかったが、紀元前240年にギリシャの天文学者アリスタルコスが太陽系 の地動説モデルを提唱した。
ガリレオの絵には、彼が海王星を初めて観測したのは 1612 年 12 月 28 日、そして 1613 年 1 月 27 日だったことが記されている。どちらの場合も、夜空で海王星が木星に非常に接近して現れたため、ガリレオは海王星を恒星と勘違いした。そのため、海王星の発見者は彼ではない。1612 年 12 月の最初の観測期間中、海王星はちょうどその日に逆行を始めたため、空に静止していた。海王星は 1 年ごとの逆行周期を始めたばかりだったため、惑星の動きはガリレオの小さな望遠鏡で検出するには小さすぎた。
見かけの動き
地球から
地球上に立って空を見上げると、 太陽や星と同じように、月は東から西へ動いているように見えます。しかし、日を追うごとに、月は星に対して東へ動いているように見えます。実際、月は、国際宇宙ステーションなどの大多数の人工衛星と同様に、地球の周りを西から東へ回っています。地球の表面から月が西向きに動いているように見えるのは、実は月が超同期軌道にあるためです。つまり、月が1周する前に、地球が1恒星自転を完了するということです。その結果、月は逆方向に動いているように見え、これを見かけ上の逆行運動といいます。地球上に立っている人が月に「追いついて」追い越すのは、月が1周する前に地球が1周するためです。
この現象は、フォボスと ダイモスという2つの天然衛星を持つ 火星でも起こる。両方の衛星は火星を東向き（順行）に周回しているが、ダイモスの公転周期は1.23火星 恒星日で超同期であるのに対し、フォボスの公転周期は0.31火星 恒星日で亜同期である。そのため、両方の衛星は東向き（順行）に移動しているが、火星の自転周期に対する公転周期の関係により、火星の表面から見ると反対方向に移動しているように見える。
太陽系の他のすべての惑星も、地球の空を横切るときに定期的に方向を変えるように見えます。すべての恒星と惑星は、地球の自転に応じて毎晩東から西に動いているように見えますが、外惑星は一般に恒星に対してゆっくりと東に漂います。小惑星とカイパーベルト天体（冥王星を含む）は、明らかに逆行運動を示しています。この運動は惑星にとって正常であるため、順行と見なされます。ただし、地球は軌道外の惑星よりも短い期間で軌道を一周するため、複数車線の高速道路を走るより速い車のように、定期的に惑星を追い越します。これが発生すると、追い越される惑星は最初に東への移動を停止し、次に西に向かって漂い戻ります。その後、地球が軌道上で惑星を追い越すと、西から東への通常の動きに戻ります。[4]
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2020年の実際の惑星の位置を使用して、火星の（見かけの）逆行運動を説明するアニメーション
内惑星の金星と水星は同様のメカニズムで逆行しているように見えますが、地球から見ると太陽と対向することは決してないため、逆行周期は太陽との下合に関係しています。太陽のまぶしさと「新」相では観測できず、暗い面がほとんど地球に向いています。宵の明星から明けの明星への移行時に発生します。
より遠い惑星は、地球が軌道を一周する間に軌道上でそれほど移動しないため、より頻繁に逆行します。仮想的に非常に遠い（そしてほとんど動かない）惑星の逆行運動は半年の間に起こり、惑星の見かけ上の年間運動は視差楕円に縮小されます。
逆行運動の中心は、惑星が太陽と正反対の位置にある衝のときに発生します。この位置は、太陽から黄道の半分、つまり 6 か月離れた位置です。惑星の空の高さは、太陽の高さの反対になります。惑星は冬至に最も高くなり、夏至に最も低くなります。これは、惑星が夏至の近くに逆行運動の中心を通過する (まれな) 場合です。特に、観測者がどの半球にいるかが、観測内容に非常に重要であることに注意してください。12 月の冬至では、惑星は冬の北半球の空の高い位置に配置され、夏の南半球の空が低い位置に配置されます。これが 6 月の夏至に起こった場合は、その逆になります。
惑星の逆行運動の衝は地球が最も接近するときなので、惑星は一年で最も明るく見える。
このような逆行の中心間の周期が惑星の 朔望周期です。
水星から
水星が近日点（太陽に最も近づく点）近くにあるとき、昼間の水星表面のどの地点から見ても、太陽は見かけ上逆行している。これは、近日点の約4地球日前から近日点の約4地球日後まで、水星の角軌道速度が角自転速度を超えるために起こる。[5]水星の楕円軌道は太陽系の他のどの惑星よりも円から遠いため、近日点付近では軌道速度が大幅に速くなる。その結果、水星表面の特定の地点では、観測者は太陽が途中で昇り、その後反転して沈み、再び昇るのを、すべて同じ水星日のうちに見ることができる。
参照
ウィキメディア・コモンズには、見かけの逆行運動に関連するメディアがあります。
参考文献
- ^ 「Prograde, adj」。OEDオンライン版。オックスフォード大学出版局。2012年。
- ^ キャロル、ブラッドリー、オストリー、デール、『現代天体物理学入門』第 2 版、アディソン・ウェズレー、サンフランシスコ、2007 年、3 ページ
- ^ 「Retrograde | Dictionary.com での Retrograde の定義」Dictionary.reference.com 。2012年 8 月 17 日閲覧。
- ^ ab キャロル、ブラッドリー、オストリー、デール、『現代天体物理学入門』第 2 版、アディソン・ウェズレー、サンフランシスコ、2007 年、pp. 4
- ^ Strom, Robert G.; Sprague, Ann L. (2003). Exploring Mercury: the iron planet . Springer. ISBN 1-85233-731-1 .
外部リンク
- NASA 天文写真集: 2009/2010 年の火星の逆行運動の合成写真 (2010 年 6 月 13 日)
- 惑星の逆行軌道の仕組みをアニメーションで解説 2013-10-05ウェイバックマシンにアーカイブ、サウスウェールズ大学
- NASA: 火星の逆行運動
- 二重日の出、3DS Max アニメーション – 水星の場合を図示 (地球から見た太陽の仮想的な逆行運動のアニメーションは 1:35 から始まります)
- 火星のループ – 火星の逆行運動 – 2018
