惑星はなぜ逆行して見えるのか
時間を動かして、火星が星空に描く逆行のループを自分でたどってみましょう。
惑星が実際に逆向きに動いたことは一度もありません。逆行は視線の効果です。地球と惑星は別々の軌道を同じ向きに、異なる角速度で進んでいます。地球が内側から追い抜くとき、その惑星は背景の星々に対して後戻りするように見えます。下のタイムラインを動かして、そのループを自分で描いてみてください。
空で何が起きているのか、なぜ起きるのか、いつ起きるのか、そして自分の目でどう確かめるか。ほとんどの授業には自分で動かせる図がついていて、その中の数字は軌道要素からその場で計算したものです。打ち込んだ値ではありません。
まずは実際に観察できる変化から。惑星がなぜ後戻りし、いつ一晩中見え、水星と金星がなぜ太陽から離れないのかを学びます。
時間を動かして、火星が星空に描く逆行のループを自分でたどってみましょう。
惑星が実際に逆向きに動いたことは一度もありません。逆行は視線の効果です。地球と惑星は別々の軌道を同じ向きに、異なる角速度で進んでいます。地球が内側から追い抜くとき、その惑星は背景の星々に対して後戻りするように見えます。下のタイムラインを動かして、そのループを自分で描いてみてください。
離角から、惑星が一晩中見える時期と太陽に近い時期を判断し、火星の衝ごとの違いも比べます。
離角とは、ここから見た太陽と惑星の間の角です。一周期分を動かして、惑星が太陽に埋もれる 0 度から、一晩中見える 180 度まで進む様子を見てください。
内側の二惑星がいつも薄明の空にしかいない理由と、金星が三日月形のときにいちばん明るい理由。
水星と金星は地球より内側を回っているので、太陽からの角距離にはかならず上限があります。一回の出現期間を通して、惑星が振れ出し、折り返し、戻ってくる様子を見てください。
黄道面から軌道を眺め、円盤状の太陽系、八惑星の動き、そして地心と日心という二つの見方を理解します。
八惑星が黄道面を実スケール・実周期で公転します。ズームと速度は自由に変えられます。
動く黄道面の俯瞰図です。位置はすべてケプラー軌道要素からその場で解いており、スケールは本当に線形です——見栄えのために内惑星を拡大してはいません。引いて海王星が一周するのを眺めることも、寄って水星の明らかに偏心した楕円を見ることもできます。
太陽系は円盤です。横から見れば線なので、図はどれだけ誇張しているかを言わなければなりません。
太陽と惑星は一つの回転する雲から生まれ、回転する雲は円盤へと潰れます。その後のすべてがその平面を受け継ぎました。惑星がいつも空の同じ一本の線の近くにいるのはそのためです。
同じ幾何、原点の取り方が二通り。原点を動かすと周転円がひとりでに現れます。
下のスライダーを動かすと、原点が太陽から地球へ移ります。計算はまったくやり直していません。どの惑星もその場にいるままで、現れるループは「地球自身の運動を引く」とはどう見えるかを示しているだけです。
時間尺度を広げ、惑星の軌道そのものがゆっくり変わる様子と、わずかな差が新しい物理の手がかりになる過程を見ます。
軌道そのものも回る。六千年で長軸が動く数度と、水星の余分な 43 秒角。
前の課では、逆行は視線が生む見かけの現象で軌道自体は変わらないと述べました。この課の主題は、その軌道自体もやはり変化するということです——ただしはるかにゆっくりと。楕円の長軸、すなわち遠日点から太陽を貫いて近日点へ至る線が回転するため、惑星は一周しても元とまったく同じ場所には戻りません。
| 学習ユニット | 天文教室 | レッスンを見る |
|---|---|---|
| 空に見える惑星の現象 | 惑星はなぜ逆行して見えるのか | 時間を動かして、火星が星空に描く逆行のループを自分でたどってみましょう。 |
| 空に見える惑星の現象 | 衝と合 | 離角から、惑星が一晩中見える時期と太陽に近い時期を判断し、火星の衝ごとの違いも比べます。 |
| 空に見える惑星の現象 | 最大離角 | 内側の二惑星がいつも薄明の空にしかいない理由と、金星が三日月形のときにいちばん明るい理由。 |
| 太陽系の形とモデル | 太陽系オーラリー | 八惑星が黄道面を実スケール・実周期で公転します。ズームと速度は自由に変えられます。 |
| 太陽系の形とモデル | 黄道面 | 太陽系は円盤です。横から見れば線なので、図はどれだけ誇張しているかを言わなければなりません。 |
| 太陽系の形とモデル | プトレマイオスの体系と地動説 | 同じ幾何、原点の取り方が二通り。原点を動かすと周転円がひとりでに現れます。 |
| 軌道の長期的な変化 | 近日点移動 | 軌道そのものも回る。六千年で長軸が動く数度と、水星の余分な 43 秒角。 |
軌道要素は NASA/JPL「Keplerian Elements for Approximate Positions of the Major Planets」（Standish & Williams, 1992）より、有効範囲は 1800–2050 年。位置は幾何位置で、光行時と光行差は含みません。黄道面の教材図であり、望遠鏡の視野の再現ではないためです。
インタラクティブな逆行教材には先行例があります：ネブラスカ大学（NAAP）、Foothill AstroSims、ニューメキシコ大学、SimuFísica、福井大学 NoA、Marble Cafe、jsOrrery。本ページはそれらのコードを使用しておらず、計算と描画は独自に実装しています。
時間を動かして、火星が星空に描く逆行のループを自分でたどってみましょう。 惑星が実際に逆向きに動いたことは一度もありません。逆行は視線の効果です。地球と惑星は別々の軌道を同じ向きに、異なる角速度で進んでいます。地球が内側から追い抜くとき、その惑星は背景の星々に対して後戻りするように見えます。下のタイムラインを動かして、そのループを自分で描いてみてください。
空で何が起きているのか、なぜ起きるのか、いつ起きるのか、そして自分の目でどう確かめるか。ほとんどの授業には自分で動かせる図がついていて、その中の数字は軌道要素からその場で計算したものです。打ち込んだ値ではありません。
軌道要素は NASA/JPL「Keplerian Elements for Approximate Positions of the Major Planets」（Standish & Williams, 1992）より、有効範囲は 1800–2050 年。位置は幾何位置で、光行時と光行差は含みません。黄道面の教材図であり、望遠鏡の視野の再現ではないためです。