Попятное движение планеты
Попя́тное (ретроградное) движе́ние плане́т — наблюдаемое с Земли движение планет на фоне звёзд по небесной сфере с востока на запад, то есть в направлении, противоположном движению Солнца (годичному) и Луны.
Причина данного явления в том, что фиксируемое с Земли движение складывается из движений отслеживаемой планеты и самой Земли по своим орбитам вокруг Солнца[1][2][3], а с удалением от него скорость обращения планет согласно закону тяготения Ньютона уменьшается[4][5]. Таким образом, это следствие того, что Земля не является центром Солнечной системы[6]; в самом деле, эффект получил полноценное объяснение лишь в трудах Н. Коперника[7].
В результате сочетания прямого и попятного движения на траектории перемещения планет по небесной сфере возникают петли — участки, включающие ретроградное движение[1]; их величина обратно пропорциональна удалённости планет от Земли[5]. Петли возникают из-за наклона орбит планет относительно плоскости эклиптики: если бы все они лежали точно в этой плоскости, попятное движение (как и прямое) проявлялось бы как линейное вдоль эклиптики[8].
Попятное движение наблюдается у верхних (внешних) планет вблизи противостояния, а у нижних (внутренних) планет около нижнего соединения[2][3], поэтому в последнем случае Солнце мешает видеть на небе ретроградные петли[5]. Ретроградное движение по определению невозможно для Солнца и Луны, поскольку Земля всегда движется вокруг Солнца в одном направлении, как и Луна вокруг Земли[6].
| Планета | Длительность периода попятного движения, дней[8] | Продолжительность периода попятного движения относительно синодического периода, %[8] | Величина дуги попятного движения, °[5] |
|---|---|---|---|
| Меркурий | 23 | 20 | 12 |
| Венера | 42 | 7 | 16 |
| Марс | 73 | 9 | 15 |
| Юпитер | 121 | 30 | 10 |
| Сатурн | 138 | 36 | 7 |
| Уран | 152 | 41 | 4 |
| Нептун | 158 | 43 | 3 |
Механизм
Кинематические причины попятного движения у внутренних (нижних) и внешних (верхних) относительно земной орбиты планет различны[4][6].
Внутренние планеты, к которым относятся Меркурий и Венера, видны над горизонтом восточнее либо западнее Солнца, не удаляясь от него больше, чем на 18-28° и 45-48° соответственно[1]. Когда планета видна с Земли вскоре после захода Солнца к востоку от него, такая конфигурация называется восточной элонгацией. Двигаясь с востока на запад — ретроградно — планета перемещается по небесной сфере в сторону Солнца. Во время нижнего соединения, когда скорость попятного движения максимальна, планета находится между Солнцем и Землёй и поэтому не видна с Земли[1][5]. Затем становится возможным её наблюдение западнее Солнца незадолго до его восхода. Продолжая попятное движение, она доходит до фазы западной элонгации, останавливается и начинает перемещаться с запада на восток, то есть прямым движением, догоняя Солнце[1]. На этапе верхнего соединения Солнце находится между Землёй и планетой, и она вновь перестаёт быть видимой[1][5]. Продолжая прямое движение, планета опять достигает стадии восточной элонгации, останавливается, возобновляет попятное движение — и так цикл повторяется[1]. Таким образом, движение внутренних планет меняется с прямого на попятное и обратно в силу того, что земной наблюдатель находится вне их орбиты, а движение самого наблюдателя не играет решающей роли[4].
Напротив, попятное движение внешних планет наблюдается по причине перемещения самой Земли, опережающей внешнюю планету в момент противостояния последней[4]. Этот эффект можно сравнить с тем, что из одной машины, обгоняющей движущуюся более медленно по соседней полосе другую, кажется, что последняя движется в обратном направлении относительно неподвижных объектов вдали[6]. Когда внешняя планета наблюдается к западу от Солнца вскоре после его захода, она перемещается по небесной сфере прямым движением, то есть с запада на восток — это происходит большую часть времени. Однако скорость видимого годичного движения Солнца по небесной сфере больше, чем у внешней планеты, поэтому в некоторый момент Солнце оказывается между Землёй и планетой — это конфигурация соединения. Через некоторое время планета становится видима перед восходом Солнца к востоку от него[1][4]. Скорость прямого движения постепенно снижается, планета останавливается и начинает двигаться с востока на запад, то есть ретроградно[1][4][8]. В середине дуги своего попятного движения, когда его скорость максимальна, Земля находится между Солнцем и планетой, образуя конфигурацию противостояния[1][4] — в это время планета появляется над горизонтом восточнее Солнца вскоре после его захода[5]. Затем она останавливается и меняет направление своего движения снова на прямое, и таким образом цикл повторяется[1][4].
Примечания
- Попятное движение планет / В. Е. Жаров // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- Попятное движение планет // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- Попятное движение планет // Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. — 1-е изд. — М. : Большая российская энциклопедия, 1991. — ISBN 5-85270-160-2.
- Гусев Е. Б., Сурдин В. Г. Толковый словарь // Расширяя границы Вселенной - История астрономии в задачах. — Москва : Изд-во Московского центра непрерывного математического образования, 2003. — С. 170. — 176 с. — ISBN 5-94057-119-0.
- Александрова О. В., Аюков С. В., Засов А. В. и др. Большая энциклопедия астрономии / сост. Л. А. Феоктистов. — Москва : Росмэн-Пресс, 2009. — С. 66—67. — 200 с. — ISBN 978-5-353-03857-3.
- Dwight, Ennis Why Planets Retrograde (28 ноября 2016). Дата обращения: 12 марта 2018.
- Linda T. Elkins-Tanton. The Sun, Mercury, and Venus : [англ.]. — New York : Infobase Publishing, 2006. — С. XIX. — 241 с. — (The Solar System). — ISBN 0-8160-5193-3.
- Fred W. Price. The Planet Observer's Handbook : [англ.]. — 2nd edition. — Cambridge University Press, 2000. — С. 139—141. — 429 с. — ISBN 0-521-78981-8.