Movimiento retrógrado aparente

A medida que la Tierra (azul) pasa un planeta superior como Marte (rojo), el planeta superior aparecerá temporalmente para revertir su movimiento a través del cielo.

Animación esquemática de Marte retrogrado. A medida que la Tierra (E) pase un planeta superior como Marte (M), el planeta superior (M') aparecerá temporalmente para revertir su movimiento a través del cielo.

Movimiento retrógrado aparente es el movimiento aparente de un planeta en una dirección opuesta a la de otros cuerpos dentro de su sistema, según se observa desde un punto de vista particular. Movimiento directo o movimiento progresivo es un movimiento en la misma dirección que otros cuerpos.

Si bien los términos directo y progrado son equivalentes en este contexto, el primero es el término tradicional en astronomía. El primer uso registrado de prograde fue a principios del siglo XVIII, aunque ahora el término es menos común.

Etimología

El término retrógrado proviene de la palabra latina retrogradus – "paso hacia atrás", el afijo retro- que significa "hacia atrás" y gradus "paso". Retrógrado es más comúnmente un adjetivo usado para describir el camino de un planeta a medida que viaja a través del cielo nocturno, con respecto al zodíaco, las estrellas y otros cuerpos del dosel celeste. En este contexto, el término se refiere a los planetas, tal como aparecen desde la Tierra, deteniéndose brevemente y cambiando de dirección en ciertos momentos, aunque en realidad, por supuesto, ahora entendemos que orbitan perpetuamente en la misma dirección uniforme.

Aunque a veces los planetas pueden confundirse con estrellas al observar el cielo nocturno, los planetas en realidad cambian de posición de una noche a otra en relación con las estrellas. Se observan retrógrados (hacia atrás) y progrados (hacia adelante) como si las estrellas giraran alrededor de la Tierra. El astrónomo griego antiguo Ptolomeo en el año 150 d.C. creía que la Tierra era el centro del Sistema Solar y, por lo tanto, utilizó los términos retrógrado y progrado para describir el movimiento de los planetas en relación con las estrellas. Aunque hoy en día se sabe que los planetas giran alrededor del sol, se siguen utilizando los mismos términos para describir el movimiento de los planetas en relación con las estrellas tal y como se observan desde la Tierra. Al igual que el sol, los planetas parecen salir por el Este y ponerse por el Oeste. Cuando un planeta viaja hacia el este en relación con las estrellas, se le llama progrado. Cuando el planeta viaja hacia el oeste en relación con las estrellas (camino opuesto) se le llama retrógrado.

Movimiento aparente

T1, T2,..., T5 – posiciones de la Tierra
P1, P2,..., P5 – posiciones de un planeta
A1, A2,... A5 – proyección a la esfera celestial

Desde la Tierra

Al estar de pie en la Tierra mirando hacia el cielo, parecería que la Luna viaja de este a oeste, tal como lo hacen el Sol y las estrellas. Sin embargo, día tras día, la Luna parece moverse hacia el este con respecto a las estrellas. De hecho, la Luna orbita la Tierra de oeste a este, al igual que la gran mayoría de los satélites hechos por el hombre, como la Estación Espacial Internacional. El aparente movimiento hacia el oeste de la Luna desde la superficie de la Tierra es en realidad un artefacto de su estar en una órbita supersincrónica. Esto significa que la Tierra completa una rotación sideral antes de que la Luna pueda completar una órbita. Como resultado, parece que la Luna viaja en dirección opuesta, lo que también se conoce como movimiento retrógrado aparente. Este fenómeno también ocurre en Marte, que tiene dos satélites naturales, Fobos y Deimos. Ambas lunas orbitan a Marte en dirección este (progrado); sin embargo, Deimos tiene un período orbital de 1,23 días siderales marcianos, lo que lo hace supersincrónico, mientras que Fobos tiene un período orbital de 0,31 días siderales marcianos, lo que lo hace subsincrónico. En consecuencia, aunque ambas lunas viajan en dirección este (progrado), parecen viajar en direcciones opuestas cuando se ven desde la superficie de Marte debido a sus períodos orbitales en relación con el período de rotación del planeta.

Camino aparente de Marte en 2009–2010 relativo al Cáncer de Constelación, mostrando su "ropa de oposición" o "loop de retrogrado"

El asteroide 514107 Kaepaokaawela tiene una órbita retrogradada. Su aparente movimiento retrogrado se produce en una unión superior con el sol, como se muestra en este ejemplo en 2018.

Todos los demás cuerpos planetarios del Sistema Solar también parecen cambiar periódicamente de dirección a medida que cruzan el cielo de la Tierra. Aunque todas las estrellas y planetas parecen moverse de este a oeste cada noche en respuesta a la rotación de la Tierra, los planetas exteriores generalmente se desplazan lentamente hacia el este en relación con las estrellas. Los asteroides y los objetos del Cinturón de Kuiper (incluido Plutón) exhiben una aparente retrogradación. Este movimiento es normal para los planetas, por lo que se considera movimiento directo. Sin embargo, dado que la Tierra completa su órbita en un período de tiempo más corto que los planetas fuera de su órbita, periódicamente los adelanta, como un automóvil más rápido en una autopista de varios carriles. Cuando esto ocurre, el planeta que se está pasando primero parecerá detener su deriva hacia el este y luego regresará hacia el oeste. Luego, cuando la Tierra pasa al lado del planeta en su órbita, parece reanudar su movimiento normal de oeste a este. Los planetas interiores Venus y Mercurio parecen moverse retrógrados en un mecanismo similar, pero como nunca pueden estar en oposición al Sol visto desde la Tierra, sus ciclos retrógrados están ligados a sus conjunciones inferiores con el Sol. Son imperceptibles en el resplandor del sol y en su "nuevo" fase, con la mayoría de sus lados oscuros hacia la Tierra; ocurren en la transición de estrella vespertina a estrella matutina.

Los planetas más distantes retrogradan con más frecuencia, ya que no se mueven tanto en sus órbitas mientras la Tierra completa una órbita por sí misma. La retrogradación de un hipotético planeta extremadamente distante (y casi inmóvil) tendría lugar durante medio año, y el movimiento anual aparente del planeta se reduciría a una elipse de paralaje.

El centro del movimiento retrógrado ocurre en la oposición del planeta, que es cuando está exactamente opuesto al Sol. Esto es a la mitad o 6 meses alrededor de la eclíptica del Sol. La altura del planeta en el cielo es opuesta a la del Sol; si ocurre alrededor del solsticio de invierno cuando el Sol pasa más bajo en el cielo, el retrógrado pasará alto en el cielo a la medianoche y, por el contrario, pasará bajo en el cielo cuando ocurra retrógrado alrededor del solsticio de verano. Dado que el movimiento retrógrado de oposición del planeta es cuando la Tierra pasa más cerca, el planeta aparece en su punto más brillante del año.

El período entre el centro de tales retrogradaciones es el período sinódico del planeta.

Apparent retrograde motion of Mars in 2003 as seen from Earth

Esta aparente retrogradación desconcertó a los antiguos astrónomos y fue una de las razones por las que llamaron a estos cuerpos "planetas"; en primer lugar: 'Planeta' proviene de la palabra griega para 'vagabundo'. En el modelo geocéntrico del Sistema Solar propuesto por Apolonio en el siglo III a. C., el movimiento retrógrado se explicaba haciendo que los planetas se desplazaran en deferentes y epiciclos. No se entendió que fuera una ilusión hasta la época de Copérnico, aunque el astrónomo griego Aristarco en el 240 a. C. propuso un modelo heliocéntrico para el Sistema Solar.

Los dibujos de Galileo muestran que observó a Neptuno por primera vez el 28 de diciembre de 1612 y nuevamente el 27 de enero de 1613. En ambas ocasiones, Galileo confundió a Neptuno con una estrella fija cuando apareció muy cerca, en conjunción, de Júpiter en el cielo nocturno, por lo tanto, no se le atribuye el descubrimiento de Neptuno. Durante el período de su primera observación en diciembre de 1612, Neptuno estaba estacionario en el cielo porque acababa de volverse retrógrado ese mismo día. Dado que Neptuno recién comenzaba su ciclo retrógrado anual, el movimiento del planeta era demasiado leve para ser detectado con el pequeño telescopio de Galileo.

De Mercurio

Desde cualquier punto de la superficie diurna de Mercurio cuando el planeta está cerca del perihelio (el acercamiento más cercano al Sol), el Sol experimenta un movimiento retrógrado aparente. Esto ocurre porque, desde aproximadamente cuatro días terrestres antes del perihelio hasta aproximadamente cuatro días terrestres después, la velocidad orbital angular de Mercurio excede su velocidad de rotación angular. La órbita elíptica de Mercurio está más alejada de la circular que la de cualquier otro planeta del Sistema Solar, lo que resulta en una velocidad orbital sustancialmente más alta cerca del perihelio. Como resultado, en puntos específicos de la superficie de Mercurio, un observador podría ver salir el Sol parcialmente, luego invertirse y ponerse antes de salir de nuevo, todo dentro del mismo día de Mercurio.