行星視運動

觀測者所見的行星在天球上位置的移動。通過長期的觀測，人們發現，行星既有相對於恆星的視運動，又有相對於太陽的視運動。研究行星相對於太陽的視運動，可以揭示行星出沒的規律。哥白尼為了解釋行星視運動的規律，提出日心體系學說，導致對宇宙體系認識的革命，並為後來牛頓發現萬有引力定律奠定了基礎。

基本介紹

• 中文名：行星視運動
• 類型：天球上位置的移動
• 相對：恆星的視運動
• 基礎：牛頓發現萬有引力定律

行星相對於恆星的視運動

人們通過長期觀測發現，天球上絕大多數星星的相對位置沒有變化，至少在幾十年，甚至上百年內看不出明顯的變化，因而稱為恆星；但有幾個星星（金星、木星、水星、火星、土星等）則在眾恆星間移動，因而稱為行星。

把行星在不同時間的位置標在星圖上，就得出行星視運動的路徑。圖1繪出 1979年水星視運動的路徑。行星視運動有如下特點：①各行星視運動的軌跡均離黃道不遠；②行星大部分時間在天球上自西向東運動（赤經增加），小部分時間自東向西運動（赤經減小）。前者與太陽在天球上周年視運動方向一致，故稱順行，後者相反，稱為逆行；③由順行轉為逆行或者由逆行轉為順行時，行星在天球上的位置短時期不動，稱為“留”；④行星視運動有周期性。

行星相對於太陽的視運動

按照行星相對於太陽的視運動，可把行星分為兩類：①地內行星，即地球軌道以內的水星和金星，它們總是在太陽附近來回擺動，角距離有一定範圍；②地外行星，即地球軌道以外的火星、木星、土星、天王星和海王星，它們和太陽的角距離不受任何限制。

地內行星相對於太陽的視運動 　地內行星和太陽的地心黃經相等時，稱為地內行星合日，簡稱“合”。經過合以後，地內行星逐漸偏離太陽向東。在這種情況下，太陽落山後，它出現在西方天空，故稱為昏星。地內行星向東偏離太陽的角距離一天天增加，當達到一定的角度不再增加時，稱為東大距。東大距以後，它又一天天靠近太陽，只要仍在太陽以東，還是昏星。當它的黃經再次和太陽黃經相等時，它又“合日”。此時，它幾乎和太陽一齊從東方升起，白天它淹沒在太陽的光輝之中，傍晚又和太陽一齊下山，所以我們看不見它。合以後，它便偏離太陽往西。它先於太陽落山，傍晚看不見。但它先於太陽升起，在黎明前的東方可以看到，故稱為晨星。此後它向西偏離太陽的角距離一天天增加，一直到“西大距”為止。過了西大距，它又一天天靠近太陽，一直到再與太陽相合。以後它再次成為昏星，重複上述視運動。為了分清兩次合，我們把成為昏星以前的那次合稱為“上合”，另一次合稱為“下合”。連續兩次上合或兩次下合的間隔時間叫作會合周期。在一個會合周期中，地內行星視運動可以簡單歸結為。

上　合→東大距→下　合→西大距→上　合

看不見→昏　星→看不見→晨　星→看不見

水星大距時同太陽的角距離變化在18°到28°之間。由於角距離總是很小，所以水星幾乎經常被黎明曙光或黃昏的暮光所淹沒，我們很難看到它，只有在大距附近時才能看到。

金星大距時同太陽的角距離在45°到48°之間。它在大部分時間裡同太陽的角距離較大，所以經常能夠看到。它特別明亮，除太陽和月亮外，是全天最亮的天體，因而經常引起人們的注意。當它是昏星時，中國古代稱為長庚星；當它是晨星時，則稱為啟明星。

地外行星的視運動

地外行星在它的地心黃經和太陽黃經相等時，便同太陽相“合”，此時與太陽同升同落，我們看不到它。合以後，它偏離太陽向西。因而，每天黎明前在東方天空看到它。它同太陽的角距離一天天加大，每天升起的時間也就一天天提早。當它和太陽的黃經差90°時，稱為西方照。此時，半夜十二點左右它就從東方升起，等太陽升起時，它已轉到正南方。以後它繼續偏離太陽向西，升起的時間轉到上半夜，並逐日提早。當它和太陽的黃經正好相差180°時，稱為“沖日”，簡稱“沖”。沖時，傍晚太陽剛落山，它就從東方升起，至次日早晨，太陽剛升起時，它就在西方落山，所以整夜可見。沖以後，地外行星繼續向西偏離太陽，由於角距離超過180°，因此也可以說，它在太陽以東的180°慢慢靠近太陽。它從東方升起的時間也由傍晚而提早到下午，在這種情況下，當太陽落山後，它已在東南方向出現，下半夜它由西邊落山，大半夜可以見到。當它和太陽黃經差90°時，稱為東方照。東方照時，太陽一下山，它就出現在南方天空；到半夜，在西方落山。它繼續由東邊靠近太陽，當它和太陽黃經又相等時，又合日了。以後，它重複這樣的視運動。兩次合的間隔時間稱為它的會合周期。在一個會合周期中，它的視運動可簡單歸結為

合→西 方 照→ 　沖 　→東 方 照→　合　看不見→午夜升起→整夜可見→午夜落山→看不見

（此後逐日早升）　 （此後逐日早落）

肉眼可以看到的地外行星有火星、木星、土星；視力好的人有時勉強可以看到天王星；藉助於望遠鏡，還可以看到海王星、冥王星和許多小行星。

我們的祖先很早就注意觀測和研究行星視運動的規律。1974年初在中國長沙馬王堆三號漢墓（公元前 168年）出土的文物中，有一件天文帛書《五星占》，上面記載了五大行星的視位置。其中有金星、木星、土星從秦始皇元年（公元前246年）到漢文帝三年（公元前177年）共七十年的視位置。並記載了土星一周天為三十年。

解釋

八大行星都圍繞太陽運動，最靠近太陽的是水星，依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。它們都繞太陽作近似勻速圓周運動。它們繞太陽公轉的角速度是不相同的，水星最快，其他行星依次變慢。而且，所有行星的運動軌道都差不多在同一平面上。由於地球繞太陽公轉，所以，從地球上看來，太陽在天球上作一年一圈的視運動。太陽的軌跡就是黃道，因此，其他行星視運動軌跡均在黃道附近。

地內行星相對於太陽視運動的解釋

圖2是地球和地內行星同時繞太陽運動示意圖。當地內行星在位置P1，地球在位置E1時，從地球看太陽S和看P1方向相同，稱為合。這次合時地內行星在E1S連線的外側，稱為上合。上合後，地內行星和地球各走到P2和E2。對地球上北半球的觀測者而言，看它的方向E2P2在看太陽E2S之左，即在太陽之東，它是昏星。當地內行星和地球分別走到P3和E3時，如果∠E3P3S是直角，則由E3看P3和S的張角最大，稱為東大距。以後，角距離又逐漸減小，地內行星又逐漸靠近太陽。當地內行星和地球分別走到P4和E4時，E4P4S在一直線上，即由地球看它和太陽的方向是相同的，即又與太陽相合，此時，P4在E4和S的中間，是下合。下合後，地內行星和地球分別走到P5和E5,P5在S之右，即之西，是晨星。當地內行星和地球分別走到P6和E6時，∠E6P6S為直角，是西大距。然後，地內行星又慢慢靠近太陽，又到下次上合，完成一個會合周期。

地外行星相對於太陽視運動的解釋

如圖3所示，當地外行星和地球分別在P1和E1時，從E1看P1和S的方向相同，是合日。合後，外行星和地球分別走到P2和E2，由地球北半球看外行星在太陽右邊，即以西，所以，早晨看到它。當地外行星和地球分別走到P3和E3時，當<P3E3S正好是直角時是西方照。當地球和地外行星分別走到E4和P4時，由地球看行星和看太陽方向正好相反，稱為沖。沖後，它和地球分別走到P6和E5，在太陽左邊，即以東。當它和地球分別走到P6和E6時，如果由E6看P6和S兩方向正好差90°時，是東方照。東方照以後，到下次合，正好是一個會合周期（各行星的會合周期時間見行星）。　如果知道行星的公轉周期T和地球公轉周期E（即1恆星年），我們就能算出行星運動的會合周期P。近似計算公式是下面的會合運動方程式：

方程式

行星相對於恆星視運動的解釋

主要解釋為什麼有逆行的現象。地內行星在下合附近和地外行星在沖附近都會發生逆行現象。我們用地外行星做例子來解釋這種現象發生的原因（圖4）。當地球和地外行星分別在E1和P1時，從地球上看，地外行星在遙遠的星空背景上的投影位置為P 姈。當地球走到E2時，地外行星走到P2，這時，從地球上看，地外行星在遙遠的星空背景上的投影位置為P娦。從P姈到P娦的視運動是由東向西的，故在這段時間內，地外行星是逆行的。