
天文学において、惑星の離角とは、地球を基準点とした場合の、太陽と惑星の間の角度の分離のことである。[ 1 ]
最大離角とは、惑星が最大角距離に達する瞬間のことです。天文表やHeavens-Aboveなどのウェブサイトでは、惑星が次に最大離角に達する時期と場所を予測しています。
場合によっては、離角とは、地球に対する月や、他の惑星の自然衛星と中心惑星との間の角度距離を指すこともあります。例えば、木星からイオまでの角度距離などです。
直交とは、天体(月または惑星)の位置関係によって、その天体の離角が90°または270°になる場合、つまり天体・地球・太陽のなす角が90°になる場合に発生する。
内惑星が最大離角を示すのは、その惑星が太陽の周りを公転する軌道上で、地球上の観測者に対して接線方向に位置するときです。内惑星は地球の太陽周回軌道の範囲内に十分収まっているため、その離角の観測は(例えば深宇宙天体と比べて)それほど困難ではありません。惑星が最大離角を示すとき、地球から見ると太陽から最も遠くに見えるため、その姿が最もよく見えるのもこの時です。
内惑星が日没後に視認できるときは、東方離角が最大となる位置にあります。内惑星が日の出前に視認できるときは、西方離角が最大となる位置にあります。水星の最大離角(東または西)は18°から28°の間ですが、金星の場合は45°から47°の間です。これらの値は、惑星の軌道が完全な円形ではなく楕円形であるため変動します。この不一致に寄与するもう1つの要因は軌道傾斜角で、各惑星の軌道面が黄道面や不変面などの基準面に対してわずかに傾いています。
惑星の最大離角は周期的に発生し、東方最大離角の後に西方最大離角が続き、その逆もまた同様である。この周期は、太陽から見た地球と惑星の相対角速度によって決まる。この周期が完了するまでの時間が、惑星の会合周期である。
Tを周期(例えば、2回の東方最大離角間の時間)、ωを相対角速度、ωeを地球の角速度、ωpを惑星の角速度とする。すると
ここで、T eとT pは地球と惑星の年(つまり、太陽の周りを公転する周期、恒星周期と呼ばれる)です。
例えば、金星の1年(恒星周期)は225日、地球の1年は365日です。したがって、金星の会合周期(東方最大離角が2回発生する間隔)は584日となります。これは西方最大離角についても同様です。
これらの値は概算値です。なぜなら(前述のように)、惑星は完全な円形で同一平面上の軌道を描いているわけではないからです。惑星は太陽に近いほど、遠いほど速く移動するため、最大離角の日時を正確に決定するには、軌道力学に関するより複雑な解析が必要となります。
外惑星、準惑星、小惑星は異なる周期を経ます。合の後、そのような天体の離角は増加し続け、90°を超える最大値(内惑星ではあり得ない)に近づきます。これは衝として知られ、地球との太陽中心合としても調べることができます。これは典型的には180°に非常に近い値です。衝の時に外惑星にいる観測者から見ると、地球は太陽と合しているように見えます。厳密には、衝の点は最大離角の時間と点とは異なる場合があります。衝は、そのような天体の見かけの黄経と太陽(地球から見た場合)の差が180°になる瞬間として定義されます。したがって、天体が地球の軌道面からどれだけずれているかは考慮されません。たとえば、惑星のほぼ一致する軌道面に対して軌道が大きく傾いている冥王星は、衝での最大離角が180°よりはるかに小さくなります。 「太陽からの最大見かけ離角」という6語の用語は、離角のより完全な定義を提供する。
外惑星はすべて衝の時に最も目立つ。これは、衝の時に地球に最も近づくか、または最も近づく位置にあり、夜通し地平線上にあるためである。離角の変化によって生じる等級の変化は、惑星の軌道が地球の軌道に近いほど大きくなる。特に火星の等級は離角によって変化する。遠日点付近で合の時は+1.8まで下がるが、まれに好都合な衝の時は-2.9まで上がり、これは最小の明るさの75倍の明るさに相当する。さらに遠ざかるにつれて、離角の差に対応する等級の差は徐々に小さくなる。衝の時、地球から見た木星の明るさは3.3倍に変化するが、肉眼で見える太陽系で最も遠い天体である天王星の 明るさは1.7倍にしか変化しない。
小惑星は地球の軌道とそれほど変わらない軌道を周回するため、その大きさは離角によって大きく変化する。平均的な衝の位置では、 10×50の双眼鏡で小惑星帯にある十数個の天体を見ることができるが、その中でもセレスとベスタだけが、軌道上の衝の位置で最悪の場合(離角が最小の場合)でも双眼鏡の限界である+9.5を常に上回る。
場合によっては、離角とは、別の惑星の衛星と中心惑星との角距離を指すこともあります。例えば、イオと木星との角距離などです。この場合、最大東方離角と最大西方離角について言及することもできます。天王星の衛星の場合、天王星の自転軸の傾斜角が非常に大きいため、研究では最大北方離角と最大南方離角が用いられることがよくあります。