Кажущееся ретроградное движение — это кажущееся движение планеты в направлении, противоположном направлению других тел в ее системе, если наблюдать с определенной точки зрения. Прямое движение или поступательное движение — это движение в том же направлении, что и другие тела.
Хотя термины «прямой» и «проградный» в этом контексте эквивалентны, первый является традиционным термином в астрономии. Самое раннее зарегистрированное использование слова «проград» было в начале 18 века, хотя сейчас этот термин встречается реже. [1]
Термин ретроградный происходит от латинского слова Retrogradus – «шаг назад», аффикса Retro, означающего «назад», и gradus – «шаг». Ретроградность – это чаще всего прилагательное, используемое для описания пути планеты по ночному небу относительно зодиака , звезд и других тел небесного свода. В этом контексте этот термин относится к планетам, когда они появляются с Земли, ненадолго останавливаясь и меняя направление в определенное время, хотя на самом деле, конечно, теперь мы понимаем, что они постоянно вращаются по орбите в одном и том же равномерном направлении. [2]
Хотя при наблюдении ночного неба планеты иногда можно принять за звезды, на самом деле планеты меняют положение от ночи к ночи по отношению к звездам. Ретроградное (назад) и прогрессивное (вперед) наблюдается так, как будто звезды вращаются вокруг Земли. Древнегреческий астроном Птолемей в 150 году нашей эры считал, что Земля является центром Солнечной системы , и поэтому использовал термины ретроградный и прогрессивный для описания движения планет по отношению к звездам. Хотя сегодня известно, что планеты вращаются вокруг Солнца, те же термины продолжают использоваться для описания движения планет относительно звезд, наблюдаемого с Земли. Как и Солнце, планеты кажутся восходящими на Востоке и заходящими на Западе. Когда планета движется на восток по отношению к звездам, ее называют проградной . Когда планета движется на запад относительно звезд (противоположный путь), ее называют ретроградной . [3]
Если стоять на Земле и смотреть на небо, может показаться, что Луна движется с востока на запад , так же, как это делают Солнце и звезды. Однако день за днём кажется, что Луна движется на восток относительно звёзд. Фактически, Луна вращается вокруг Земли с запада на восток , как и подавляющее большинство искусственных спутников, таких как Международная космическая станция . Кажущееся движение Луны на запад от поверхности Земли на самом деле является следствием ее нахождения на сверхсинхронной орбите . Это означает, что Земля совершает один звездный оборот раньше, чем Луна сможет совершить один оборот. В результате создается впечатление, что Луна движется в противоположном направлении, иначе известном как кажущееся ретроградное движение. Человек, стоящий на Земле, «догоняет» Луну и обходит ее, потому что Земля совершает один оборот раньше, чем Луна совершает один оборот.
Это явление также происходит на Марсе , который имеет два естественных спутника — Фобос и Деймос . Обе луны вращаются вокруг Марса в восточном ( прямом ) направлении; однако у Деймоса орбитальный период составляет 1,23 марсианских сидерических дня , что делает его суперсинхронным , тогда как у Фобоса орбитальный период составляет 0,31 марсианских сидерических дня , что делает его субсинхронным . Следовательно, хотя обе луны движутся в восточном (прямом) направлении, кажется, что они движутся в противоположных направлениях, если смотреть с поверхности Марса, из -за периодов их обращения по отношению к периоду вращения планеты.
Все другие планетные тела Солнечной системы также периодически меняют направление, пересекая земное небо. Хотя кажется, что все звезды и планеты каждую ночь движутся с востока на запад в ответ на вращение Земли, внешние планеты обычно медленно дрейфуют на восток относительно звезд. Астероиды и объекты пояса Койпера (включая Плутон ) демонстрируют явное ретроградное движение. Это движение является нормальным для планет и поэтому считается прямым движением. Однако, поскольку Земля совершает свой оборот по орбите за более короткий промежуток времени, чем планеты за пределами ее орбиты, она периодически их обгоняет, как более быстрая машина на многополосном шоссе. Когда это произойдет, пролетающая планета сначала прекратит свой дрейф на восток, а затем начнет дрейфовать обратно на запад. Затем, когда Земля проходит мимо планеты по своей орбите, она, кажется, возобновляет свое нормальное движение с запада на восток. [4] Внутренние планеты Венера и Меркурий , кажется, движутся ретроградно по аналогичному механизму, но поскольку они никогда не могут находиться в оппозиции к Солнцу, если смотреть с Земли, их ретроградные циклы связаны с их нижними соединениями с Солнцем. Их невозможно наблюдать в ярком свете Солнца и в их «новой» фазе, поскольку их темная сторона обращена в основном к Земле; они происходят при переходе от вечерней звезды к утренней звезде.
Более отдаленные планеты чаще ретроградствуют, поскольку они не так сильно движутся по своим орбитам, пока Земля сама завершает свой оборот по орбите. Ретроградное движение гипотетической чрезвычайно далекой (и почти неподвижной) планеты будет происходить в течение полугода, при этом видимое годовое движение планеты будет сведено к эллипсу параллакса .
Центр ретроградного движения возникает в точке оппозиции планеты, то есть когда планета находится точно напротив Солнца. Это положение находится на полпути, или в 6 месяцах, вокруг эклиптики от Солнца. Высота планеты на небе противоположна высоте Солнца. Наивысшая точка планеты находится в период зимнего солнцестояния, а наименьшая — во время летнего солнцестояния, в тех (редких) случаях, когда она проходит через центр своего ретроградного движения вблизи солнцестояния. Обратите особое внимание на то, что полушарие, в котором находится наблюдатель, имеет решающее значение для того, что он наблюдает. Декабрьское солнцестояние поместит планету высоко в небе северного полушария, где сейчас зима, и поместит ее низко в небе южного полушария, где сейчас лето. Обратное верно, если это произойдет во время июньского солнцестояния.
Поскольку противоположное ретроградное движение планеты происходит в момент, когда Земля проходит ближе всего, планета кажется самой яркой за год.
Период между центрами таких ретроградаций является синодическим периодом планеты.
Эта кажущаяся ретроградность озадачила древних астрономов и стала одной из причин, по которой они в первую очередь назвали эти тела «планетами»: «Планета» происходит от греческого слова, означающего «странник». В геоцентрической модели Солнечной системы, предложенной Аполлонием в третьем веке до нашей эры, ретроградное движение объяснялось тем, что планеты движутся по деферентам и эпициклам . [4] Это не считалось иллюзией до времен Коперника , хотя греческий астроном Аристарх в 240 г. до н. э. предложил гелиоцентрическую модель Солнечной системы.
На рисунках Галилея видно, что он впервые наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года, а затем 27 января 1613 года. В обоих случаях Галилей принял Нептун за неподвижную звезду, когда он оказался очень близко (в соединении) с Юпитером на ночном небе. следовательно, ему не приписывают открытие Нептуна. В период его первого наблюдения в декабре 1612 года Нептун был неподвижен на небе, поскольку в тот же день он стал ретроградным. Поскольку Нептун только начинал свой годовой ретроградный цикл, движение планеты было слишком слабым, чтобы его можно было обнаружить с помощью небольшого телескопа Галилея .
Из любой точки дневной поверхности Меркурия , когда планета находится вблизи перигелия (наибольшего приближения к Солнцу ), Солнце совершает явное ретроградное движение. Это происходит потому, что примерно в течение четырех земных дней до перигелия и примерно до четырех земных дней после него угловая орбитальная скорость Меркурия превышает его угловую скорость вращения . [5] Эллиптическая орбита Меркурия дальше от круговой, чем у любой другой планеты Солнечной системы, что приводит к значительно более высокой орбитальной скорости вблизи перигелия. В результате в определенных точках на поверхности Меркурия наблюдатель сможет увидеть, как Солнце частично восходит, затем разворачивается и заходит, прежде чем снова подняться, и все это в течение одного и того же меркурианского дня .
