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順行和逆行

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順行行星這種天體與系統內其他相似的天體共同一致運動的方向;逆行是在相反方向上的運行。在天體的狀況下,這些運動都是真實的,由固有的自轉軌道來定義;或是視覺上的,好比從地球上來觀看天空。

在英文中directprograde是同義詞的,前者是在天文學上傳統的名詞,後者在1963年才在一篇與天文相關的專業文章(J. Geophys. Res. 68, 4979)上首度出現。

逆行的 编辑

英文中的Retrograde源自拉丁文的Retrogradus,意思是"後退的步伐";詞綴 Retro的意思就是後退gradi步伐前進。逆行的(Retrograde)是形容詞,用來描述天體在夜空的群星和月球之間向後退行的路徑。"逆行的水星"是將這當成形容詞的一個好例子。逆行也可以是個動詞,是在黃道帶(月球在天空中跨越恆星的路徑)的正常軌道上定義行星落後的運動。

雖然在我們觀察夜空時,有時會將行星誤認為恆星,但行星在群星之間的位置確實是夜複一夜的在改變,被觀察到在恆星間的順行逆行,好像是繞著地球的。在西元150年的古希臘天文學家托勒密相信地球式太陽系的中心,但依然使用順行和逆行這個名詞來描述行星在天空中相對的運動。雖然,我們現在知道行星是繞著太陽公轉的,我們還是用相同的名詞來描述從地球看到的行星在星空中的運動。像太陽一樣,行星也是從東方升起,在西方落下。行星在天空中是相對於恆星向東的運動,稱為順行;當行星在天空中相對於恆星向西(相反的方向)運動,稱為逆行[1][2]

視逆行運動 编辑

File:Retrogadation.png

當我們觀測天空,太陽、月球和恆星都是由西運行,這是因為地球的自轉(稱為周日運動)是由西向東的。但是軌道者,像是太空梭和許多的人造衛星,都是由西向東運行的。這是順行的衛星(它們環繞地球的方向確實和月球相同),但是它們繞行地球的速度比地球本身的自轉快,因此看上去是向著與月球相反的方向運行。火星的天然衛星傅伯斯也有相似的軌道,從火星的表面上看,也是向著與地球的衛星(月球)相反的方向運行的。即使傅伯斯和月球都是順行軌道,但是傅伯斯的軌道週期短於一個火星日,而月球的軌道週期(一個月)比地球的一天要長。也有極少數的人造衛星會以真實的退行軌道繞著地球運轉,看起來就是向西運行的,與月球的運動方向一致。


File:Retrogradation1.svg

從地球上觀察,行星在天空中運行的路徑會周期性的改變運動的方向。雖然所有的恆星和行星,在回應地球自轉的基礎下,看起來每夜都是由東向西運行的,但是在外側的行星都常都會相對於恆星緩緩的由西向東移動。這種運動是行星的正常運動,因此被認為是順行。但是,因為地球的軌道週期短於外側行星的軌道週期,因此會週期性的超越外側的行星,就像一輛速度較快的車在多條車道的高速公路上一樣。當發生這種情況時,原本向東運行的行星會先停下,然後後退像棟運行,然後當地球在軌道上超越行星之後,看起來又恢復正常由西向東的運動。內側的水星金星也會在相同的機制下呈現逆行的運動,然而它們的退行週期也和太陽的會合週期結合在一起。解釋視退行運動的機制是和外行星一樣的,小行星古柏帶天體(包括冥王星)都有展現出視退行運動。

有趣的是,伽利略在1612年12月28日的描繪圖中顯示首度觀測到海王星,在1613年1月27日又再度觀測到。在這兩次的機會中,海王星與木星在核的位置上,但因為位置的改變很小,以致伽利略沒有辨認出他是一顆行星,因此不能認定伽利略是海王星的發現者。在1612年12月,海王星在天空中式停滯不動的,因為它正要轉變成逆行的運動,這是當地球要超越一顆外行星之前,產生的視退行運動。因為海王星只是剛要開始年度內的退行運動,它的運動量是太小了,因此伽利略的小望遠鏡看不出它的位置改變。

距離越遠,退行的頻率越高:

  • 火星每25.6個退行72天。
  • 木星每13.1個月退行121天。
  • 土星每12.4個月退行138天。
  • 天王星每12.15個月退行151天。
  • 海王星每12.07個月退行158天。

順行和逆行的變化週期也是行星的會合週期

File:Apparent retrograde motion of Mars in 2003.gif

這些是逆行令古代的天文學家非常困惑,而這也是這種天體被稱為行星的一個原因:行星這個名詞在希臘的原義是漫遊者。在以地球為中心的太陽系,是利用行星在週轉圓上的運動來解釋。直到哥白尼的時期之前,都因無法解釋而被視為一種幻覺。隨附的星圖是2009-2010年火星以巨蟹座為背景逆形的路徑。

例子 编辑

太陽系內一些逆行的明顯例子:

  • 金星的自轉是緩慢的逆行轉動。
  • 這些天然衛星AnankeCarmePasiphaëSinope都以逆行軌道繞行木星。許多木星的小衛星軌道都是對木星逆行的。
  • Phoebe以逆行的方像環繞土星,並且被認為是被捕獲的古柏帶天體。
  • 崔頓以逆行軌道環繞海王星,也被認為是從古柏帶中捕獲的天體。
  • 天王星的自轉軸傾斜98°,接近90°,,也可以以不同的觀點解釋為是逆行的方向公轉。

相關條目 编辑

外部鏈結 编辑

NASA: Mars retrograde motion


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