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<ref name=BRE /><ref name="BSE" /><ref name="BES" />, а с удалением от него скорость обращения планет согласно закону тяготения Ньютона уменьшается<ref name="Surdin" /><ref name="Zasov" />. Таким образом, это следствие того, что Земля не является центром Солнечной системы<ref name="Astroclub" />; в самом деле, эффект получил полноценное объяснение лишь в трудах Н. Коперника<ref name="ElkinsTanton" />.
В результате сочетания прямого и попятного движения на траектории перемещения планет по небесной сфере возникают петли — участки, включающие ретроградное движение<ref name=BRE />; их величина обратно пропорциональна удалённости планет от Земли<ref name="Zasov" />. 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<ref name="Handbook" />.
Попятное движение наблюдается у верхних (внешних) планет вблизи противостояния, а у нижних (внутренних) планет около нижнего соединения<ref name="BSE" /><ref name="BES" />, поэтому в последнем случае Солнце мешает видеть на небе ретроградные петли<ref name="Zasov" />. Ретроградное движение по определению невозможно для Солнца и Луны, поскольку Земля всегда движется вокруг Солнца в одном направлении, как и Луна вокруг Земли<ref name="Astroclub" />.
| Планета | Длительность периода попятного движения, дней | Продолжительность периода попятного движения относительно синодического периода, % | Величина дуги попятного движения, °<ref name="Zasov" /> |
|---|---|---|---|
| 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<ref name="Surdin" /><ref name="Astroclub" />.
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<ref name=BRE />. 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<ref name=BRE /><ref name="Zasov" />. 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<ref name=BRE />. На этапе верхнего соединения Солнце находится между Землёй и планетой, и она вновь перестаёт быть видимой<ref name=BRE /><ref name="Zasov" />. Продолжая прямое движение, планета опять достигает стадии восточной элонгации, останавливается, возобновляет попятное движение — и так цикл повторяется<ref name=BRE />. 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<ref name="Surdin" />.
Напротив, попятное движение внешних планет наблюдается по причине перемещения самой Земли, опережающей внешнюю планету в момент противостояния последней<ref name="Surdin" />. 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<ref name="Astroclub" />. 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<ref name=BRE /><ref name="Surdin" />. Скорость прямого движения постепенно снижается, планета останавливается и начинает двигаться с востока на запад, то есть ретроградно<ref name=BRE /><ref name="Surdin" /><ref name=Handbook />. В середине дуги своего попятного движения, когда его скорость максимальна, Земля находится между Солнцем и планетой, образуя конфигурацию противостояния<ref name=BRE /><ref name="Surdin" /> — в это время планета появляется над горизонтом восточнее Солнца вскоре после его захода<ref name="Zasov" />. Затем она останавливается и меняет направление своего движения снова на прямое, и таким образом цикл повторяется<ref name=BRE /><ref name="Surdin" />.