
アプシス(古代ギリシャ語のἁψίς(hapsís)「アーチ、ヴォールト」(第三変化)に由来。複数形はapsides / ˈ æ p s ɪ ˌ d iː z / AP -sih-deez)[ 1 ] [ 2 ]は、惑星が主天体の周りを公転する軌道上の最も遠い点または最も近い点です。アプシス線(アプシス線、または軌道の長軸とも呼ばれる)は、2つの極値を結ぶ線です。
異なる天体の周回軌道に関連する遠点には、他の遠点と区別するためにそれぞれ異なる名前が付けられています。地球中心軌道、つまり地球の周回軌道に関連する遠点は、最も遠い点を遠地点、最も近い点を近地点と呼びます。これは、地球の周回軌道における衛星や月の軌道と同様です。太陽の周回軌道に関連する遠点は、太陽中心軌道において最も遠い点を遠日点、最も近い点を近日点と呼びます。[ 3 ]地球の2つの遠点は、太陽の周回軌道における最も遠い点である遠日点と、最も近い点である近日点です。遠日点と近日点という用語は、太陽系の木星やその他の惑星、彗星、小惑星の軌道にも同様に当てはまります。

楕円軌道には必ず 2 つの近点があります。それぞれの近点の名前は、主天体から最も遠い点の場合は接頭辞ap-、apo- ( ἀπ(ό) 、(ap(o)-)「~から離れて」から)、最も近い点の場合はperi- ( περί (peri-) 「近く」から) に主天体を表す接尾辞を付けて作られます。地球の接尾辞は-geeなので、近点の名前はapogeeとperigeeです。太陽の場合は接尾辞が-helionなので、名前はaphelionとperihelionです。
ニュートンの運動法則によれば、すべての周期軌道は楕円です。2つの天体の重心は、大きい方の天体の内部に十分収まる場合があります。たとえば、地球と月の重心は、地球の中心から表面までの約75%の位置にあります。[ 4 ]大きい方の質量に比べて小さい方の質量が無視できる場合(たとえば、人工衛星の場合)、軌道パラメータは小さい方の質量に依存しません。
接尾辞として使用される場合、つまり-apsisの場合、この用語は、周回天体が 1) 近点にあるとき、または 2) 遠点にあるときの、主天体から周回天体までの 2 つの距離を指すことができます (2 番目の図の 2 つの図を比較してください)。近点線は、軌道上の最も近い点と最も遠い点を結ぶ線の距離を示します。また、単に主天体を周回する天体の極限距離を指す場合もあります (上の図、3 番目の図を参照)。
軌道力学において、近点とは厳密には2体システムの重心と軌道上の物体の質量中心との間の距離を指します。しかし、宇宙船の場合、近点とは一般的に、中心天体の表面からの宇宙船の軌道高度(一定の標準基準半径を仮定した場合)を指す用語として用いられます。

「pericenter」と「apocenter」という用語もよく見られますが、専門的な用法ではperiapsisとapoapsisが好まれます。
近日点と遠日点という言葉は、ヨハネス・ケプラー[ 9 ]によって、惑星の太陽の周りの軌道運動を説明するために造語されました。これらの言葉は、ギリシャ語で太陽を表す単語( ἥλιος、またはhēlíos )に接頭辞peri- (ギリシャ語: περί、近く)とapo- (ギリシャ語: ἀπό、離れて)を付けて形成されています。[ 5 ]
他の天体についても、さまざまな関連用語が用いられています。接尾辞の-gee、-helion、-astron、-galacticonは、それぞれ地球、太陽、恒星、銀河中心を指す際に天文学文献で頻繁に用いられます。接尾辞の-joveは木星に時折用いられますが、-saturnium は土星に対して過去 50 年間ほとんど使用されていません。-geeは、地球だけでなく「あらゆる惑星」への最接近を表す一般的な用語としても用いられています。
アポロ計画では、月周回軌道を指す際にペリキュンティオンとアポキュンティオンという用語が使われていました。これらはギリシャ神話の月の女神アルテミスの別名であるキュンティアに由来しています。[ 10 ]最近では、アルテミス計画でペリルーネとアポルーネという用語が使われています。[ 11 ]
ブラックホールに関しては、ペリボトロンという用語は、1976年にJ.フランクとMJリースによる論文で初めて使用され、[ 12 ] WRストーガーがギリシャ語で「穴」を意味する「bothron」という用語を作ることを提案したとされています。ペリメラスマとアポメラスマ(ギリシャ語の語源)という用語は、物理学者でSF作家のジェフリー・A・ランディスが1998年に発表した物語で使用し、[ 13 ] 2002年に科学文献でペリニグリコンとアポニグリコン(ラテン語由来)よりも先に登場しました。 [ 14 ]
下記の接尾辞は、接頭辞peri-またはapo-に追加して、指定されたホスト/ (主)系の周回天体の近点の固有の名前を形成することができます。ただし、固有の接尾辞が一般的に使用されるのは、地球、月、太陽系の場合に限ります。系外惑星の研究では、一般的に-astronが使用されますが、通常、他のホスト系では、代わりに一般的な接尾辞-apsisが使用されます。[ 15 ]

近日点(q)と遠日点(Q)は、それぞれ天体が太陽の周りを公転する際の最も近い点と最も遠い点です。
特定の時代における接触要素と、異なる時代における接触要素を比較すると、差異が生じます。6つの接触要素のうちの1つである近日点通過時刻は、(一般的な2体モデルの場合を除いて)完全な力学モデルを用いた太陽までの実際の最小距離を正確に予測するものではありません。近日点通過を正確に予測するには、数値積分が必要です。
下の 2 つの画像は、地球の軌道面と同一平面上にある地球の黄道面の北極上から見た太陽系の惑星の軌道、軌道ノード、近日点(q) と遠日点 (Q) の位置を示しています[ 19 ] 。惑星は太陽の周りを反時計回りに公転し、各惑星について、軌道の青い部分は黄道面の北側を、ピンクの部分は南側を移動し、点が近日点 (緑) と遠日点 (オレンジ) を示しています。
最初の画像(左下)は、太陽から外側に向かって水星、金星、地球、火星という内惑星を示しています。基準となる地球の軌道は黄色で示されており、軌道面を表しています。春分の日には、地球はこの図の下部に位置します。2番目の画像(右下)は、木星、土星、天王星、海王星という外惑星を示しています。
軌道ノードは、惑星の傾いた軌道が基準面と交差する「ノード線」の両端点です。 [ 20 ]ここでは、軌道の青い部分がピンクの部分と交わる点として「見なす」ことができます。
この図は、太陽系のいくつかの公転天体(惑星、準惑星(ケレスを含む)、ハレー彗星)の、太陽に最も近づく点(近日点)から最も遠い点(遠日点)までの最大距離を示しています。水平線の長さは、示された天体が太陽の周りを公転する最大距離に対応しています。これらの最大距離(近日点と遠日点の間)は、様々な天体が主天体の周りを公転する軌道の近点線に相当します。

太陽系内の主要天体と太陽との距離。各棒グラフの左端と右端は、それぞれ天体の近日点と遠日点に対応しており、棒グラフが長いほど軌道離心率が高いことを示しています。太陽の半径は70万km、木星(最大の惑星)の半径は70万kmですが、どちらも小さすぎてこの画像では識別できません。
21世紀では、地球は1月初旬、12月の夏至から約14日後に近日点に達します。近日点では、地球の中心は太陽の中心から約0.9833 AU (147,100,000 km ; 91,400,000 mi ) [ 21 ]の距離にあります。一方、地球は現在、7月初旬、6月の夏至から約14日後に遠日点に達します。地球と太陽の中心間の遠日点距離は現在約1.01664 AU (152,087,000 km ; 94,503,000 mi )です。[ 21 ]
近日点と遠日点の日付は、歳差運動やその他の軌道要因により、1世紀にわたって変化します。これらの要因は、ミランコビッチサイクルとして知られる周期的なパターンに従います。短期的には、これらの日付は、2025年7月3日と2026年7月6日の遠日点のように、1年ごとに最大3日間変動することがあります。この短期的な変動は月の存在によるものです。地球と月の重心は太陽の周りを安定した軌道で移動していますが、重心から平均約4,700キロメートル(2,900マイル)離れている地球の中心の位置は、あらゆる方向にずれる可能性があり、これが太陽と地球の中心間の実際の最接近のタイミングに影響を与えます(そして、これが特定の年の近日点のタイミングを決定します)。[ 22 ]より長い時間スケールでは、7月3日の遠日点通過は2060年が最後で、1月2日の近日点通過は2089年(米国では2097年)が最後です。[ 23 ] 7月7日の遠日点通過は2067年が最初です。[ 23 ]
遠日点では距離が増加するため、太陽からの放射の93.55%だけが地球表面の特定の領域に降り注ぎますが、これは季節を説明するものではありません。季節は、地球の自転軸が地球の軌道面に対して垂直から23.4°傾いていることによって生じます。 [ 24 ]実際、近日点と遠日点の両方で、一方の半球は夏、もう一方の半球は冬です。太陽から地球までの距離に関係なく、太陽光が最も直接的に当たらない半球に冬が訪れ、太陽光が最も直接的に当たっている半球に夏が訪れます。
北半球では、夏は太陽放射が最も低い遠日点と同時期に訪れます。それにもかかわらず、北半球の夏は南半球よりも平均で2.3 ℃(4 °F)暖かくなります。これは、北半球には海よりも温まりやすい大きな陸地があるためです。[ 25 ]
しかし、近日点と遠日点は季節に間接的な影響を与えます。地球の公転速度は遠日点で最小、近日点で最大となるため、地球が6月の夏至から9月の春分点まで公転するのにかかる時間は、12月の夏至から3月の春分点まで公転するのにかかる時間よりも長くなります。したがって、北半球の夏は南半球の夏(89日)よりもわずかに長く(93日)続きます。[ 26 ]
天文学者は、近日点の時刻を、日と時間ではなく、軌道変位の角度、いわゆる近点経度(近点経度とも呼ばれる)で表すのが一般的です。地球の軌道の場合、これは近日点経度と呼ばれ、2000 年は約 282.895° でした。2010 年までに、これはわずかに 1 度進んで約 283.067° になりました[ 27 ]。つまり、平均して年間 62 秒角増加しています。
地球の太陽周回軌道において、近点時刻は季節に対する相対的な時間で表されることが多い。これは、楕円軌道が季節変動に及ぼす影響を決定するからである。季節変動は主に太陽の仰角の年間周期によって制御され、これは黄道面から測った地球の自転軸の傾きによって生じる。地球の離心率やその他の軌道要素は一定ではなく、太陽系内の惑星やその他の天体の摂動効果(ミランコビッチサイクル)によってゆっくりと変化する。
非常に長い時間スケールでは、近日点と遠日点の日付は季節を通して進み、22,000~26,000年で1サイクルを完了します。3800年までに、近日点は定期的に2月に発生します。[ 21 ]地球から見た星の位置には、近点歳差と呼ばれる対応する動きがあります。(これは、自転軸の歳差と密接に関連しています。)過去および将来の数年の近日点と遠日点の日付と時刻は、次の表に示されています。[ 23 ]
これらの式は、軌道の近点と遠点を特徴づけるものです。
ケプラーの惑星運動の法則(角運動量保存の法則に基づく)とエネルギー保存の法則によれば、これらの2つの量は、特定の軌道においては一定である。
どこ:
地表からの高さから軌道とその主天体間の距離に変換するには、中心天体の半径を加算する必要があり、その逆も同様であることに注意してください。
2つの限界距離の算術平均は、半長軸の長さaです。2つの距離の幾何平均は、半短軸 の長さbです。
2つの限界速度の幾何平均は
これは半径が。
近日点通過時刻などの軌道要素は、n体問題を考慮しない摂動のない二体解を用いて選択されたエポックで定義されます。近日点通過時刻を正確に得るには、近日点通過に近いエポックを使用する必要があります。たとえば、1996年のエポックを使用すると、ヘール・ボップ彗星の近日点は1997年4月1日になります。[ 29 ] 2022年のエポックを使用すると、近日点の日付は1997年3月29日と精度が低くなります。[ 30 ]短周期彗星は、選択されたエポックに対してさらに敏感になる可能性があります。 2005年をエポックとして計算すると、101P/Chernykhは2005年12月25日に近日点に到達することが示されていますが[ 31 ]、2012年をエポックとして計算すると、精度は低いものの摂動のない近日点の日付は2006年1月20日となります[ 32 ]。
数値積分によると、準惑星エリスは2257年12月頃に近日点に到達する。[ 34 ] 2025年を元期として用いると精度は低下するが、エリスは2257年8月に近日点に到達する。[ 35 ]
4 ベスタは2021年12月26日に近日点に到達したが[ 36 ]、2021年7月のエポックでの2体解を用いると精度は低下し、ベスタは2021年12月25日に近日点に到達したと示される[ 37 ]。
太陽から80天文単位以上離れた場所で発見される海王星以遠天体は、天文学者にとって大きな課題となる。これらの天体は空を非常にゆっくりと移動するため、軌道を正確に決定するには、数年にわたる多数の観測データが必要となる。
天文学者が限られたデータしか持っていない場合、例えば、わずか 1 年間で収集された天体2015 TH 367の観測が 8 回だけだった場合、不確実性は膨大になります。太陽に最も近づく点 (近日点) に約 100 年もかかる天体の場合、この限られたデータは大きな不確実性につながる可能性があります。2015 TH 367の場合、科学者は当初、近日点の日付がプラスマイナス77.3 年 (28,220 日) ( 1 シグマの不確実性)の誤差がある可能性があると推定しました。これは人間の寿命のほぼ全体に相当する不確実性です。[ 38 ]
これは、これらの遠方の天体を追跡するには、忍耐と長期にわたる観測キャンペーンが必要であり、それらの真の軌道特性を確定する必要がある理由を示している。[ 39 ]