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。
順行是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，由固有的自轉或軌道來定義；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。
目录
1 逆行的
2 視逆行運動
3 例子
4 太陽
5 星系
5.1 衛星星系
5.2 突起部份的逆行
5.3 中央黑洞
6 相關條目
7 參考資料
8 外部連結
逆行的
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
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、月球和恆星都是由東向西運行，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。內側的水星和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，小行星和開普帶天體（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，退行的頻率和比率越高：
- 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年火星以巨蟹座為背景逆形的路徑。[14]
例子
在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。[10]
木星的衛星， 木衛十二、木衛十一、木衛八和木衛九都以逆行軌道繞行木星。[15]
土衛九以逆行的方式環繞土星，並且被認為是被捕獲的古柏帶天體。[16]
海衛一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。[17]
天王星的自轉軸傾斜98°，接近90°，也可以用不同的觀點解釋為是逆行的方向自轉。[8]
太陽
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。這是因為太陽系的質心經常改變，導致太陽並不會有一個穩定的質心公轉。[18]
星系
衛星星系
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
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
一個星系的中央都至少會有一個超大質量黑洞。[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
- 喜帕恰斯
- 球面天文學
- 托勒密
- 軌道者
- 逆行軌道上的人造衛星
沈括和數學家衛朴，一起描繪行星運行軌道，包括逆行。
參考資料
^ retrograde - dictionary.reference.com
^ Grossman, Lisa. Planet found orbiting its star backwards for first time. NewScientist. 2008-08-13 [2009-10-10].
^ Turning planetary theory upside down
^ Stars that steal give birth to backwards planets, New Scientist, 23 August 2011
^ 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
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外部連結
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- NASA: Mars retrograde motion
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