Видимое ретроградное движение — это видимое движение планеты в направлении, противоположном направлению других тел в ее системе, наблюдаемое с определенной точки зрения. Прямое движение или прямое движение — это движение в том же направлении, что и другие тела.
Хотя термины direct и prograde эквивалентны в этом контексте, первый является традиционным термином в астрономии. Самое раннее зафиксированное использование prograde относится к началу 18 века, хотя сейчас этот термин менее распространен. [1]
Термин ретроградный происходит от латинского слова retrogradus – «шаг назад», аффикса retro-, означающего «назад», и gradus – «шаг». Ретроградный – это прилагательное, которое чаще всего используется для описания пути планеты, когда она движется по ночному небу, по отношению к зодиаку , звездам и другим телам небесного купола. В этом контексте термин относится к планетам, которые, как они видны с Земли, ненадолго останавливаются и меняют направление в определенные моменты, хотя на самом деле, конечно, теперь мы понимаем, что они постоянно вращаются по орбите в одном и том же едином направлении. [2]
Хотя планеты иногда можно ошибочно принять за звезды, когда наблюдаешь ночное небо, планеты на самом деле меняют положение от ночи к ночи по отношению к звездам. Ретроградное (назад) и прямое (вперед) движение наблюдаются 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 прямой для описания движения планет относительно звезд. Хотя сегодня известно, что планеты вращаются вокруг Солнца, те же термины продолжают использоваться для описания движения планет относительно звезд, как они наблюдаются с Земли. Подобно Солнцу, планеты кажутся восходящими на Востоке и заходящими на Западе. Когда планета движется на восток по отношению к звездам, это называется прямым движением . Когда планета движется на запад по отношению к звездам (противоположный путь), это называется ретроградным движением . [3]
Эта очевидная ретроградность озадачила древних астрономов и была одной из причин, по которой они изначально 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] До времен Коперника это не считалось иллюзией , хотя греческий астроном Аристарх в 240 году до нашей эры предложил гелиоцентрическую модель Солнечной системы.
Рисунки Галилея показывают, что он впервые наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года и снова 27 января 1613 года. В обоих случаях Галилей ошибочно принял Нептун за неподвижную звезду, когда он появился очень близко — в соединении — с Юпитером на ночном небе, поэтому ему не приписывают открытие Нептуна. В период его первого наблюдения в декабре 1612 года Нептун был неподвижен на небе, потому что он только что стал ретроградным в тот самый день. Поскольку Нептун только начинал свой годовой ретроградный цикл, движение планеты было слишком незначительным, чтобы его можно было обнаружить с помощью небольшого телескопа Галилея .
Если стоять на Земле и смотреть на небо, то может показаться, что Луна движется с востока на запад , как это делают Солнце и звезды. Однако день за днем Луна движется на восток по отношению к звездам. На самом деле Луна вращается вокруг Земли с запада на восток , как и подавляющее большинство искусственных спутников, таких как Международная космическая станция . Видимое движение Луны на запад с поверхности Земли на самом деле является артефактом ее нахождения на суперсинхронной орбите . Это означает, что Земля завершает один сидерический оборот до того, как Луна успевает завершить один оборот. В результате создается впечатление, что Луна движется в противоположном направлении, что также известно как кажущееся ретроградное движение. Человек, стоящий на Земле, «догоняет» Луну и проходит мимо нее, потому что Земля завершает один оборот до того, как Луна завершает один оборот по орбите.
Это явление также происходит на Марсе , у которого есть два естественных спутника, Фобос и Деймос . Оба спутника вращаются вокруг Марса в восточном ( прямом ) направлении; однако у Деймоса орбитальный период составляет 1,23 марсианских сидерических дня , что делает его сверхсинхронным , тогда как у Фобоса орбитальный период составляет 0,31 марсианских сидерических дня , что делает его субсинхронным . Следовательно, хотя оба спутника движутся в восточном (прямом) направлении, они кажутся движущимися в противоположных направлениях, если смотреть с поверхности Марса из-за их орбитальных периодов по отношению к периоду вращения планеты.
Все другие планетные тела в Солнечной системе также, по-видимому, периодически меняют направление, пересекая небо Земли. Хотя все звезды и планеты, по-видимому, движутся с востока на запад каждую ночь в ответ на вращение Земли, внешние планеты, как правило, 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 завершает свой оборот по орбите за более короткий промежуток времени, чем планеты за пределами ее орбиты, она периодически обгоняет их, как более быстрая машина на многополосном шоссе. Когда это происходит, планета, которую проезжают, сначала, по-видимому, прекращает свой дрейф на восток, а затем дрейфует обратно на запад. Затем, когда Земля пролетает мимо планеты по своей орбите, она, по-видимому, возобновляет свое нормальное движение с запада на восток. [4]
Внутренние планеты Венера и Меркурий, по-видимому, движутся ретроградно по схожему механизму, но поскольку они никогда не могут быть в оппозиции к Солнцу, если смотреть с Земли, их ретроградные циклы связаны с их нижними соединениями с Солнцем. Они ненаблюдаемы в ярком свете Солнца и в своей «новой» фазе, в основном темными сторонами к Земле; они происходят при переходе от вечерней звезды к утренней.
Более далекие планеты ретроградны чаще, поскольку они не так сильно движутся по своим орбитам, пока Земля сама завершает орбиту. Ретроградное движение гипотетической чрезвычайно далекой (и почти неподвижной) планеты будет происходить в течение полугода, при этом кажущееся годовое движение планеты будет сведено к эллипсу параллакса .
Центр ретроградного движения приходится на противостояние планеты, 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. Планета находится на самом высоком уровне во время зимнего солнцестояния и на самом низком уровне во время летнего солнцестояния, в тех (редких) случаях, когда она проходит через центр своего ретроградного движения вблизи солнцестояния. Обратите особое внимание, что полушарие, в котором находится наблюдатель, имеет решающее значение для того, что он наблюдает. Декабрьское солнцестояние поместит планету высоко в небе северного полушария, где зима, и низко в небе южного полушария, где лето. Обратное верно, если это происходит во время июньского солнцестояния.
Поскольку ретроградное движение планеты происходит в момент наибольшего приближения Земли к диску Солнца, планета становится наиболее яркой в течение года.
Период между центрами таких ретроградаций является синодическим периодом планеты.
Из любой точки дневной поверхности Меркурия , когда планета находится вблизи перигелия (ближайшего сближения с Солнцем ), Солнце совершает кажущееся ретроградное движение. Это происходит потому, что примерно за четыре земных дня до перигелия и примерно за четыре земных дня после него угловая орбитальная скорость Меркурия превышает его угловую скорость вращения . [5] Эллиптическая орбита Меркурия дальше от круговой, чем у любой другой планеты в Солнечной системе, что приводит к существенно более высокой орбитальной скорости вблизи перигелия. В результате в определенных точках на поверхности Меркурия наблюдатель сможет увидеть, как Солнце частично восходит, затем разворачивается и садится перед повторным восходом, и все это в течение одних и тех же меркурианских суток .
