順行和逆行

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當地球超越一顆外行星,像是火星,外行星會暫時改變它在橫跨天空的方向。

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「direct」和「prograde」是同義詞,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」,而gradi的意思則是「步伐」或「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。[1]

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復一夜的在改變,被觀察到在恆星間的順行和逆行,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是太陽系的中心,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。[2]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。[3]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。[4][5]

視逆行運動[编辑]


T1, T2, ..., T5 – 地球的位置
P1, P2, ..., P5 – 行星的位置
A1, A2, ..., A5 – 投影在天球
火星在2009-2010年相對於巨蟹座的視運動路徑。

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。[6]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。[7]火星的天然衛星火衛一也有相似的軌道,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。即使佛博斯和月球都是順行軌道,但是佛博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。[8]

從地球上觀察,行星在天空中運行的路徑會週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。[9]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,然後後退向西運行,之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,小行星開普帶天體(包括冥王星)都有展現出視退行運動。[10]

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,海王星與木星在合的位置上,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。[11]在1612年12月,海王星在天空中是停滯不動的,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,它的運動量實在是太小了,因此伽利略的小望遠鏡看不出它的位置改變。[12]

距離越遠,退行的頻率越高:

  • 火星每25.6個月退行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[13]

從地球上觀察火星在2003年的逆行運動

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。在以地心說為中心的太陽系,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年火星巨蟹座為背景逆形的路徑。[14]

例子[编辑]

太陽系內一些逆行的明顯例子:

太陽[编辑]

太陽系質心的變化

太陽繞著質心的公轉經常在順行和逆行之間變化。這是因為太陽系質心經常改變,導致太陽並不會有一個穩定的質心公轉。[18]

星系[编辑]

衛星星系[编辑]

星系团中的星系合併會導致星系的一部份被抽出,並成為合併星系的衛星星系。[19]一個名為「Complex H」的小星系,就是繞著銀河系逆行公轉。[20][21]

突起部份的逆行[编辑]

部份星系有著一個突起的部份,並且是逆行公轉的。NGC 7331就擁有一個逆行公轉的突起部份。[22]

中央黑洞[编辑]

一個星系的中央都至少會有一個超重黑洞[23]該黑洞是逆行自轉的,而科學家現在仍然在研究該黑洞的自轉和星系形成的關係。[24][25]

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ retrograde - dictionary.reference.com
  2. ^ Grossman, Lisa. Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. 13 August 2008 [10 October 2009]. 
  3. ^ Turning planetary theory upside down
  4. ^ Stars that steal give birth to backwards planets, New Scientist, 23 August 2011
  5. ^ A natural formation scenario for misaligned and short-period eccentric extrasolar planets, Ingo Thies, Pavel Kroupa, Simon P. Goodwin, Dimitris Stamatellos, Anthony P. Whitworth, 11 Jul 2011
  6. ^ McBride, Neil; Bland, Philip A.; Gilmour, Iain. An Introduction to the Solar System. Cambridge University Press. 2004. 248. ISBN 0-521-54620-6. 
  7. ^ Chaos-assisted capture of irregular moons, Sergey A. Astakhov, Andrew D. Burbanks, Stephen Wiggins & David Farrelly, NATURE |VOL 423 | 15 MAY 2003
  8. ^ 8.0 8.1 Bergstralh, Jay T.; Miner, Ellis; Matthews, Mildred. Uranus. 1991: 485–486. ISBN 0-8165-1208-6. 
  9. ^ Carrol, Bradley and Ostlie, Dale, An Introduction to Modern Astrophysics, Second Edition, Addison-Wesley, San Francisco, 2007. pp. 3
  10. ^ 10.0 10.1 Tidal Evolution of Exoplanets, Alexandre C. M. Correia, Jacques Laskar, Chapter in Exoplanets, ed. S. Seager, published by University of Arizona Press, 2010
  11. ^ Encyclopedia of the solar system. Academic Press. 2007. 
  12. ^ Mason, John. Science: Neptune's new moon baffles the astronomers. NewScientist. 22 July 1989 [10 October 2009]. 
  13. ^ Strom, Robert G.; Sprague, Ann L. (2003). Exploring Mercury: the iron planet. Springer. ISBN 1-85233-731-1.
  14. ^ On the Dynamics and Origin of Haumea's Moons, Matija Ćuk, Darin Ragozzine, David Nesvorný, 12 aug 2013
  15. ^ Sheppard, Scott S.; Jewitt, David C.. An abundant population of small irregular satellites around Jupiter. Nature. May 5, 2003, 423 (6937): 261–263. Bibcode:2003Natur.423..261S. doi:10.1038/nature01584. PMID 12748634. 
  16. ^ Cowen, Rob. Largest known planetary ring discovered. Science News. October 6, 2009. 
  17. ^ David R. Williams. Neptunian Satellite Fact Sheet. NASA. 23 November 2006 [2008-01-18](原始内容存档于2011-10-05). 
  18. ^ Javaraiah, J. Sun's retrograde motion and violation of even-odd cycle rule in sunspot activity. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 12 July 2005, 362 (2005): 1311–1318. arXiv:astro-ph/0507269. Bibcode:2005MNRAS.362.1311J. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09403.x. 
  19. ^ Making Counter-Orbiting Tidal Debris - The Origin of the Milky Way Disc of Satellites, M. S. Pawlowski, P. Kroupa, and K. S. de Boer
  20. ^ Cain, Fraser. Galaxy Orbiting Milky Way in the Wrong Direction. Universe Today. 22 May 2003 [13 October 2009]. 
  21. ^ Lockman, Felix J. High-velocity cloud Complex H: a satellite of the Milky Way in a retrograde orbit?. The Astrophysical Journal Letters. 2003, 591 (1): L33–L36. arXiv:astro-ph/0305408. Bibcode:2003ApJ...591L..33L. doi:10.1086/376961. 
  22. ^ Prada, F.; C. Gutierrez, R. F. Peletier, C. D. McKeith. A Counter-rotating Bulge in the Sb Galaxy NGC 7331. arXiv:astro-ph/9602142 [astro-ph]. 14 March 1996. 
  23. ^ D. Merritt and M. Milosavljevic (2005). "Massive Black Hole Binary Evolution."
  24. ^ Some black holes make stronger jets of gas. UPI.com. 1 June 2010 [1 June 2010]. 
  25. ^ Atkinson, Nancy. What's more powerful than a supermassive black hole? A supermassive black hole that spins backwards.. The Christian Science Monitor. 1 June 2010 [1 June 2010]. 

外部鏈結[编辑]