5.3. Видимое движение планет и его объяснение. Конфигурации планнет.

Мы наблюдаем движение планет Солнечной системы с движущейся вокруг Солнца Земли и это приводит к ряду особенностей в их видимых перемещениях на небе. Траектории движения планет проектируются на неподвижные звёзды. Планеты, как и Солнце, движутся только по зодиакальным созвездиям, постоянно пересекая эклиптику, но никогда сильно не удаляются от неё.

П ланеты движутся прямо, в направлении движения Солнца по эклиптике, потом замедляют свой ход, останавливаются и движутся в противоположном направлении. Через какое-то время направление движения снова меняется. Эти движения называются прямыми и попятными. Древние астрономы называли планеты из-за их сложного движения "блуждающими светилами".

Прямые и попятные движения планет объясняются различием орбитальных линейных скоростей планеты и Земли. При этом планеты имеют петлеобразные траектории. Размер петли зависит от отношения радиусов орбит планеты и Земли. У Юпитера угловой размер петли около 11⁰, а у Плутона всего 3⁰.

При своём движении по орбитам планеты могут занимать различные положения относительно Солнца и Земли. Эти положения называются конфигурации. Конфигурации различаются для нижних и для верхних планет. Нижними являются планеты, находящиеся ближе к Солнцу, чем Земля, верхними - те, которые дальше.

Для нижних планет выделяют конфигурации: нижнее и верх-нее соединение с Солнцем, наибольшая западная и восточная элон-гации. Слово элонгация означает удаление. Смысл двух элонгаций заключается в том, что если мы будем наблюдать нижние планеты с Земли, то они будут находиться на самом большом угловом расстоя-нии от Солнца. Когда планета находится в соединении, то она с Земли не наблюдается, так как максимально сближается с Солнцем и теряется в его лучах.

К онфигурации для верхних планет несколько иные. Верхние планеты имеют соединение, противостояние (оппозицию), западную и восточную квадратуру. Смысл этих конфигураций можно понять аналогично, как и для нижних планет. Соединение означает соеди-нение с Солнцем при наблюдении планеты с Земли. Значит, во время нахождения планеты в этой конфигурации, она наблюдаться не мо-жет, так как теряется в солнечных лучах. В противостоянии, наобо-рот, планета будет видна лучше всего, так как противостоит Солнцу, а значит наблюдается на обратной стороне неба. В это время планета ближе всего подходит к Земле и видна почти всю ночь. Нижняя пла-нета находится ближе всего к Земле в момент нижнего соединения и дальше всего в момент верхнего. Верхняя планета приближается в момент противостояния и удаляется в момент соединения.

Прямые и попятные движения планет объясняются различием орбитальных линейных скоростей планеты и Земли.

Синодический период обращения (S) планеты - промежуток времени между её двумя последовательными одноименными конфигурациями.

Сидерический или звёздный период обращения (Т) - промежуток времени, в течение которого планета совершает один полный оборот вокруг Солнца по своей орбите.

Сидерический период обращения Земли называется звёздным годом (Т_з).

Угловое перемещение по орбите за сутки у планеты = 360/Т, а у Земли = 360/Т_з. разность суточных угловых перемещений планеты и Земли есть видимое смещение планеты за сутки, т.е. 360/S.

Получаем для нижних планет

Для верхних планет:

Это уравнения синодического движения.

Непосредственно из наблюдений могут быть определены только синодические периоды обращений планет S и сидерический период обращения Земли. Сидерические же периоды обращений планет вычисляются по уравнению синодического движения. Продолжительность звёздного года равна 365,256 средних солнечных суток.

Фаза планеты измеряется отношением площади освещённой части видимого диска ко всей его площади. Угол между направлением с планеты на Солнце и Землю называется фазовым углом.

П ри фазовом угле = 180М планета находится между Солнцем и Землёй, фаза равна нулю, планета не освещена совсем.

При фазовом угле = 0 Земля и Солнце находятся по одну сторону от планеты, фаза равна 1, видимый диск планеты освещён полностью.

Связь между фазой и фазовым углом:

Для нижних планет фазовый угол изменяется от 0 до 180. Для Марса - не более 48,3, для Юпитера - 11, для остальных меньше 11.

Для верхних планет фаза близка к 1.