惑星の順行と逆行Prograde and Retrograde Motion of Planets

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 惑星は太陽のまわりを一定の向きに公転しています。それなのに、地球から見ると星座の間を逆向きに動いて見える時期があります。それはなぜだと思いますか。Planets always orbit the Sun in the same direction, yet seen from Earth there are times when a planet seems to move backward among the stars. Why do you think that happens?💡 地球も動いています。高速道路で遅い車を追い越すとき、窓から見たその車は遠くの山に対してどちらに動いて見えるでしょうか。Earth is moving too. When you overtake a slower car on a highway, which way does that car seem to move against the distant mountains?
2. 火星・木星・土星のうち、逆行がいちばん大きな角度になるのはどれだと思いますか。Of Mars, Jupiter and Saturn, which do you think shows the largest retrograde loop (in degrees)?💡 地球に近い物体と遠い物体では、こちらが動いたときの見かけのずれ方が違います。When you move, a nearby object and a distant one shift by different amounts against the background.

2動かしてみようTry it

1. 惑星は「火星」、「速さ」20日/秒のまま「巻き戻し」を押して最初から再生する。左図(真上から見た公転)で地球と火星が反時計回りに公転していることを確かめる。With "Mars" selected and "Speed" at 20 days/s, press "Restart" to play from the beginning. In the left diagram (orbits seen from the north), check that Earth and Mars both orbit counterclockwise.
2. 経過 150〜170 日ごろ、左図に「衝！ 太陽の正反対」と出るあたりで「一時停止」を押す。右図の軌跡の色(青=順行、赤=逆行)と「状態」の表示、地球から火星への視線の向きを確かめる。Around 150–170 days, when the left diagram shows "Opposition! Opposite the Sun", press "Pause". Check the trail color in the right panel (blue = prograde, red = retrograde), the "Motion" readout, and the direction of the line of sight from Earth to Mars.
3. 「再生」して逆行が終わったら「逆行弧」の値を記録する。「速さ」を 60日/秒にして 2 回目の逆行まで進め、「逆行の間隔」と「会合周期」を比べる。Press "Play" and record the "Retrograde arc" when the retrograde ends. Set "Speed" to 60 days/s, run until the second retrograde, and compare "Time between retrogrades" with the "synodic period".
4. 惑星を「木星」「土星」に切り替えて同じように観察し、「逆行弧」と「逆行の間隔」を表にまとめる。Switch the planet to "Jupiter" and then "Saturn", observe in the same way, and make a table of "Retrograde arc" and "Time between retrogrades".

3確かめようCheck

1. 火星の逆行はいつ起こり、見かけの動きはどのような順になりましたか。When did Mars's retrograde motion happen, and in what order did its apparent motion go?→ 衝(経過約160日、太陽・地球・火星が一直線)の前後に起こった。黄経が増える東進(順行)→黄経が減る西進(逆行)→再び東進(順行)の順で、右図では S 字のループになった。It happened around opposition (about day 160, Sun, Earth and Mars in a line). The motion went eastward (prograde, longitude increasing) → westward (retrograde, longitude decreasing) → eastward again (prograde), making an S-shaped loop in the right panel.
2. 火星の逆行弧と、逆行がくり返す間隔はいくらでしたか。What were Mars's retrograde arc and the time between retrogrades?→ 逆行弧は 16.0°、逆行の間隔は 779 日で、会合周期 779 日(約780日)と一致した。The retrograde arc was 16.0°, and the time between retrogrades was 779 days, matching the synodic period of 779 days (about 780 days).
3. 木星と土星では、逆行弧と逆行の間隔はどうなりましたか。What were the retrograde arc and the time between retrogrades for Jupiter and Saturn?→ 木星は逆行弧 9.9°・間隔 399 日、土星は逆行弧 6.8°・間隔 378 日。遠い惑星ほど逆行弧は小さく、間隔は 1 年(365日)に近づいた。Jupiter: arc 9.9°, every 399 days. Saturn: arc 6.8°, every 378 days. The farther the planet, the smaller the arc and the closer the interval gets to one year (365 days).

4考えようThink further

1. 逆行が衝のころに起こるのはなぜですか。左図の視線の向きを使って説明しましょう。Why does retrograde motion happen around opposition? Explain using the line of sight in the left diagram.→ 衝のころ、地球は惑星のすぐ内側を同じ向きに、しかも惑星より速く動いているので、地球が惑星を追い越す。このとき地球から惑星への視線は、ふだんと逆向き(時計回り)に回るので、遠くの星に対して惑星が西へ戻るように見える。惑星そのものが逆向きに動いているわけではない。Around opposition, Earth is moving just inside the planet in the same direction but faster, so Earth overtakes it. The line of sight from Earth to the planet then turns the opposite way (clockwise) from usual, so the planet appears to move back west against the distant stars. The planet itself never reverses.
2. 遠い惑星ほど逆行の間隔が 365 日に近づくのはなぜですか。Why does the time between retrogrades get closer to 365 days for more distant planets?→ 遠い惑星ほど公転周期 T が長く、1 年の間にほとんど動かない。地球は 1 年で 1 周してほぼ同じ並び方に戻るので、会合周期 S(1/S = 1/365 − 1/T)は 365 日に近づく(土星 378 日)。火星は自分も速く動くので、地球が追いつくまでに約 780 日かかる。A distant planet has a long orbital period T and barely moves in a year, so Earth returns to nearly the same alignment after one orbit; the synodic period S (1/S = 1/365 − 1/T) approaches 365 days (Saturn: 378 days). Mars moves fairly fast itself, so Earth needs about 780 days to catch up again.

よくある誤解Common misconceptions

• 「逆行のとき、惑星は本当に公転の向きを逆にしている」という誤解。惑星はいつも同じ向きに公転しており、逆行は地球が追い越すことによる見かけの動きである。The idea that a planet actually reverses its orbit during retrograde motion. Planets always orbit in the same direction; retrograde motion is an apparent effect of Earth overtaking them.
• 「逆行は毎年同じ時期に起こる」という誤解。逆行は会合周期ごとにくり返すので、火星では約2年2か月ごと、木星・土星でも 1 年より少し長い間隔になる。The idea that retrograde motion happens at the same time every year. It repeats every synodic period: about every 2 years 2 months for Mars, and a little more than a year for Jupiter and Saturn.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)