Загальна астрономія

Умови видимості планет змінюються по-різному: якщо Меркурій і Венеру можна бачити тільки вранці або ввечері, то інші - Марс, Юпітер і Сатурн - бувають видно також і вночі. Часом одна або кілька планет можуть бути зовсім не видно, оскільки вони розташовуються на небі поблизу від Сонця. У цьому випадку говорять, що планета знаходиться в сполученні з Сонцем. Якщо ж планета розташована на небі поблизу точки, діаметрально протилежної Сонцю, то вона знаходиться в протистоянні. В цьому випадку планета з'являється над горизонтом в той час, коли Сонце заходить, а заходить вона одночасно зі сходом Сонця. Отже, всю ніч планета знаходиться над горизонтом. З'єднання і протистояння, а також інші характерні розташування планети щодо Сонця називаються конфігураціями. Внутрішні планети (Меркурій і Венера), які завжди знаходяться всередині земної орбіти, і зовнішні, які рухаються поза нею (всі інші планети), змінюють свої конфігурації по-різному. Назви різних конфігурацій внутрішніх і зовнішніх планет, які характеризують розташування планети щодо Сонця на небі, наведені нижче.

Конфігурації планет. Що пояснює малюнок див. Нижче праворуч.

Рис.1 Західна елонгація для внутрішньої планети і протистояння для зовнішньої (Земля - T)
Рис.2 Східна елонгація для внутрішньої планети і з'єднання для зовнішньої
Рис.3 Нижня з'єднання для внутрішньої планети і західна квадратура для зовнішньої
Рис.4 Верхнє з'єднання для внутрішньої планети і східна квадратура для зовнішньої

Ясно, що умови видимості планети в тій чи іншій конфігурації залежать від її розташування по відношенню до Сонця, яке планету висвітлює, і Землі, з якої ми її спостерігаємо. На малюнку вище показано, яке при різних конфігураціях взаємне розташування Землі Т, планети Р1, Р2 і Сонця S в просторі. Єдиною зміною, в якій може перебувати будь-яка планета, незалежно від того, внутрішня вона або зовнішня, є верхнє з'єднання. В цьому випадку вона знаходиться на лінії, що з'єднує центри Сонця, Землі і планети, за Сонцем - «вище» нього. Тому Сонце, поруч з яким планета знаходиться на небі, не дає можливості її побачити. Якщо ж внутрішня планета розташована на тій же лінії між Землею і Сонцем, то відбувається її нижнє з'єднання з Сонцем. Зовнішня планета може перебувати на будь-якому кутовому відстані від Сонця (від 0 до 180 °). Коли воно становить 90 °, то кажуть, що планета знаходиться в квадратурі. Для внутрішніх планет максимально можливе кутове видалення від Сонця (в елонгації) невелика: для Венери - до 48 °, а для Меркурія - всього 28 °. Конфігурації планет періодично повторюються.

Проміжок часу між двома послідовними однойменними конфігураціями планети (наприклад, верхніми сполуками) називається її синодичним періодом. Ще в давні часи, коли вважалося, що планети обертаються навколо Землі, для кожної з них на основі багаторічних спостережень було визначено синодичний період обертання. Згідно геліоцентричної системи, сама Земля обертається навколо Сонця з періодом, рівним році. Це її рух необхідно враховувати, щоб дізнатися періоди обертання планет в невращающейся інерціальній системі відліку, або, як прийнято говорити, по відношенню до зірок. Період обертання планети навколо Сонця по відношенню до зірок називається зоряним (або сидерическим) періодом. Очевидно, що за своєю тривалістю синодичний період планети не збігається ні з її сидерическим періодом, ні з роком, який є зоряним періодом обертання Землі. Розглянемо, як пов'язаний синодичний період планети із зірковими періодами Землі і самої планети. Нехай зоряний період обертання зовнішньої планети дорівнює Р, зоряний період Землі - Т, а синодичний період - S. Тоді кутові швидкості їх руху по орбітах будуть рівні відповідно 360 ° / Р і 360 ° / T. Від моменту будь-якої конфігурації (наприклад, протистояння) до наступної такої ж конфігурації планета пройде дугу своєї орбіти, що дорівнює 360 ° • S. За цей же проміжок часу (за синодичний період) Земля пройде дугу на 360 ° велику, яка дорівнює 360 ° / T • S. тоді:

Майже такий же буде формула для внутрішньої планети:

Отже, знаючи синодичний період планети, можна обчислити її зоряний період обертання навколо Сонця.