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顺行和逆行

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当地球超越一颗外行星，像是火星，外行星会暂时改变它在横跨天空的方向。

顺行是行星这种天体与系统内其他相似的天体共同一致运动的方向；逆行是在相反方向上的运行。在天体的状况下，这些运动都是真实的，由固有的自转或轨道来定义；或是视觉上的，好比从地球上来观看天空。

顺行

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“顺行”的英文为 direct 或 prograde。前者是天文学传统的名词，后者首此出现于1963年，一篇与天文相关的专业文章（J. Geophys. Res. 68, 4979）。

逆行

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“逆行”的英文为 retrograde，源于拉丁文 retrogradus，义为“后退的步伐”。词缀 retro- 义为“后退”。gradi 义为“步伐”或“前进”。Retrograde 是形容词，描述天体在夜空的群星和月球之间向后退行的路径。“逆行的水星”是将这当成形容词的一个好例子。逆行也可以是个动词，是在黄道带（月球在天空中跨越恒星的路径）的正常轨道上定义行星落后的运动。[1]

虽然在我们观察夜空时，有时会将行星误认为恒星，但行星在群星之间的位置确实是夜复一夜的在改变，被观察到在恒星间的顺行和逆行，好像是绕着地球的。在公元150年的古希腊天文学家托勒密相信地球是太阳系的中心，但依然使用顺行和逆行这个名词来描述行星在天空中相对的运动。[2]虽然，我们现在知道行星是绕着太阳公转的，我们还是用相同的名词来描述从地球看到的行星在星空中的运动。[3]像太阳一样，行星也是从东方升起，在西方落下。行星在天空中是相对于恒星向东的运动，称为顺行；当行星在天空中相对于恒星向西（相反的方向）运动，称为逆行。[4][5]

视逆行运动

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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年相对于巨蟹座的视运动路径。

当我们观测天空，太阳、月球和恒星都是由东向西运行，这是因为地球的自转（称为周日运动）是由西向东的。[6]但是轨道者，像是航天飞机和许多的人造卫星，都是由西向东运行的。这是顺行的卫星（它们环绕地球的方向确实和月球相同），但是它们绕行地球的速度比地球本身的自转快，因此看上去是向着与月球相反的方向运行。[7]火星的天然卫星火卫一也有相似的轨道，从火星的表面上看，也是向着与地球的卫星（月球）相反的方向运行的。即使佛博斯和月球都是顺行轨道，但是佛博斯的轨道周期短于一个火星日，而月球的轨道周期（一个月）比地球的一天要长。也有极少数的人造卫星会以真实的退行轨道绕着地球运转，看起来就是向西运行的，与月球的运动方向一致。[8]

从地球上观察，行星在天空中运行的路径会周期性的改变运动的方向。虽然所有的恒星和行星，在回应地球自转的基础下，看起来每夜都是由东向西运行的，但是在外侧的行星常都会相对于恒星缓缓的由西向东移动。这种运动是行星的正常运动，因此被认为是顺行。[9]但是，因为地球的轨道周期短于外侧行星的轨道周期，因此会周期性的超越外侧的行星，就像一辆速度较快的车在多条车道的高速公路上一样。当发生这种情况时，原本向东运行的行星会先停下，然后后退向西运行，之后当地球在轨道上超越行星之后，看起来又恢复正常由西向东的运动。内侧的水星和金星也会在相同的机制下呈现逆行的运动，然而它们的退行周期也和太阳的会合周期结合在一起。解释视退行运动的机制是和外行星一样的，小行星和开普带天体（包括冥王星）都有展现出视退行运动。[10]

有趣的是，伽利略在1612年12月28日的描绘图中显示首度观测到海王星，在1613年1月27日又再度观测到。在这两次的机会中，海王星与木星在合的位置上，但因为位置的改变很小，以致伽利略没有辨认出他是一颗行星，因此不能认定伽利略是海王星的发现者。[11]在1612年12月，海王星在天空中是停滞不动的，因为它正要转变成逆行的运动，这是当地球要超越一颗外行星之前，产生的视退行运动。因为海王星只是刚要开始年度内的退行运动，它的运动量实在是太小了，因此伽利略的小望远镜看不出它的位置改变。[12]

距离越远，逆行的频率(每多少年发生逆行)和天数（逆行的期间）越高：

  • 火星每25.6个月逆行72天。
  • 木星每13.1个月逆行121天。
  • 土星每12.4个月逆行138天。
  • 天王星每12.15个月逆行151天。
  • 海王星每12.07个月逆行158天。

顺行和逆行的变化周期也是行星的会合周期。[13]

从地球上观察火星在2003年的逆行运动

这些是逆行令古代的天文学家非常困惑，而这也是这种天体被称为行星的一个原因：行星这个名词在希腊的原义是漫游者。在以地心说为中心的太阳系，是利用行星在周转圆上的运动来解释。直到哥白尼的时期之前，都因无法解释而被视为一种幻觉。随附的星图是2003年火星以宝瓶座为背景逆形的路径。[14]

例子

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在太阳系内一些逆行的明显例子：

太阳

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太阳系质心的变化

太阳绕着质心的公转经常在顺行和逆行之间变化。这是因为太阳系的质心经常改变，导致太阳并不会有一个稳定的质心公转。[18]

星系

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卫星星系

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星系团中的星系合并会导致星系的一部分被抽出，并成为合并星系的卫星星系。[19]一个名为“Complex H”的小星系，就是绕着银河系逆行公转。[20][21]

突起部分的逆行

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部分星系有着一个突起的部分，并且是逆行公转的。NGC 7331就拥有一个逆行公转的突起部分。[22]

中央的大质量致密天体

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一个星系的中央都至少会有一个超大质量的致密天体。[23]该致密天体是逆行自转的，而科学家现在仍然在研究该致密天体的自转和星系形成的关系。[24][25]

相关条目

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参考资料

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  1. ^ retrograde - dictionary.reference.com. [2009-05-31]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  2. ^ Grossman, Lisa. Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. 2008-08-13 [2009-10-10]. （原始内容存档于2012-07-01）. 
  3. ^ Turning planetary theory upside down. [2013-11-22]. （原始内容存档于2011-07-16）. 
  4. ^ Stars that steal give birth to backwards planets （页面存档备份，存于互联网档案馆）, New Scientist, 23 August 2011
  5. ^ A natural formation scenario for misaligned and short-period eccentric extrasolar planets （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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. 1989-07-22 [2009-10-10]. （原始内容存档于2012-07-01）. 
  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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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. 2003-05-05, 423 (6937): 261–263. Bibcode:2003Natur.423..261S. PMID 12748634. doi:10.1038/nature01584. 
  16. ^ Cowen, Rob. Largest known planetary ring discovered. Science News. 2009-10-06 [2013-11-22]. （原始内容存档于2011-10-06）. 
  17. ^ David R. Williams. Neptunian Satellite Fact Sheet. NASA. 2006-11-23 [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. 2005-07-12, 362 (2005): 1311–1318. Bibcode:2005MNRAS.362.1311J. arXiv:astro-ph/0507269 可免费查阅. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09403.x. 
  19. ^ Making Counter-Orbiting Tidal Debris - The Origin of the Milky Way Disc of Satellites （页面存档备份，存于互联网档案馆）, M. S. Pawlowski, P. Kroupa, and K. S. de Boer
  20. ^ Cain, Fraser. Galaxy Orbiting Milky Way in the Wrong Direction. Universe Today. 2003-05-22 [2009-10-13]. （原始内容存档于2008-08-19）. 
  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. Bibcode:2003ApJ...591L..33L. arXiv:astro-ph/0305408 可免费查阅. 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. 1996-03-14. arXiv:astro-ph/9602142 可免费查阅 |class=被忽略 (帮助). 
  23. ^ D. Merritt and M. Milosavljevic (2005). "Massive Black Hole Binary Evolution.". [2012-03-03]. （原始内容存档于2012-03-30）. 
  24. ^ Some black holes make stronger jets of gas. UPI.com. 2010-06-01 [2010-06-01]. （原始内容存档于2012-08-09）. 
  25. ^ Atkinson, Nancy. What's more powerful than a supermassive black hole? A supermassive black hole that spins backwards.. The Christian Science Monitor. 2010-06-01 [2010-06-01]. （原始内容存档于2012-08-09）. 

外部链接

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