内惑星たち

内惑星は、地球よりも太陽に近い惑星、水星金星のことです。地球軌道の内側を回るので内惑星というわけです。

図1 内惑星

図1 内惑星

図1をご覧ください、またまたよくある、内惑星と地球、太陽の配置図です。
真中が太陽、外側の円が地球の軌道、内側の円が内惑星の軌道です。この図も、地球の北極側から見ていますので、地球や惑星は反時計周りに公転しています。

内惑星と外惑星の大きな違いは、惑星が地球軌道の外側へ来ることがないことです。地球の軌道の内側を回っているのだから、あたりまえですね。
そのため、衝(太陽の反対側へ来ること)や矩(太陽から90度離れること)はなく、太陽からあまり離れず、日の出前や日の入り後の数時間しか見ることができません。夜中の空高くある惑星に、内惑星はないということです。

そんな内惑星の現象名、月や外惑星で使っていた言葉とはまた違うものが出てきます。外惑星の用語と比較していきましょう。

内惑星の現象名とその定義
現象名 定義 計算時の定義
見える時間帯
外合
(Superior Conjunction)
惑星と太陽が、同じ方向に見え、太陽の向こう側にあるとき 太陽との地心視赤径差が0時間、かつ地心距離が1天文単位以上の時
太陽と同じ方向なので見えづらい
内合
(Inferior Conjunction)
惑星と太陽が、同じ方向に見え、太陽と地球の間にあるとき 太陽との地心視赤径差が0時間、かつ地心距離が1天文単位以下の時
太陽と同じ方向なので見えづらい
東方最大離角
(Greatest Eastern Elongation)
外合の後、惑星が太陽の東側に一番離れたとき 太陽との角距離が最大になるとき
日暮れの西の空に見える
西方最大離角
(Greatest Western Elongation)
内合の後、惑星が太陽の西側に一番離れたとき 太陽との角距離が最大になるとき
明け方の東の空に見える

外惑星の合に対応するのは「外合」です。太陽の向こう側、外側へ行ってしまうことから外合と呼ばれているのでしょう。惑星の位置関係として、内惑星で衝に対応するのは、内合ということになりますか。惑星が地球と太陽の間に入る、内側に来ることから内合と呼ばれているのでしょう。

外惑星、たとえば火星から地球を見たとします。火星から見て、地球が内合になる時、それは、地球から見た火星が、衝の時、という関係です。

続いて、内惑星にしかない用語の「最大離角」、これは、その名のとおり、惑星が太陽から一番離れる瞬間をいいます。外惑星の場合、太陽から一番離れるのは、太陽の反対側に来る衝、ということになりますが、内惑星の位置関係では矩に近い状態です。

上のとおり、内惑星は太陽からあまり離れませんが、この頃は、まぶしい太陽から離れるので観測がしやすい時期です。東方、西方とあり、東方は、太陽の東側に離れるということですから、日没後西の空に見え、西方はその逆、日の出前の東の空に見えます。

どちらが日没後か迷いますが、東方は、太陽に向かって東側にあるのだから、日没後に見える、と分かりますね。

留と最大光度

惑星の現象名とその定義
現象名 定義 計算時の定義

(-)
惑星の動きがとまるとき 地心視赤径の変化量が0になるとき
最大光度
(-)
惑星の明るさが最も明るくなるとき 惑星の光度が最大になるとき

「留」については外惑星と同じです。ただ、内惑星のほうが地球よりも太陽を周る速度が速いですから、内惑星に地球が追い抜かれていく時に、留が起こります。

もうひとつの「最大光度」は、これも読んで字のとおり、一番明るくなる時を言います。この用語は、金星にのみ使われます。

惑星がいつ一番明るくなるのか、これは惑星によって違い、外惑星は衝の時が一番明るくなります。これは、距離が一番近くなるからですね。

ところが、水星は外合のとき、金星は、最大離角と内合の間が一番明るい時期です。これは、内惑星の満ち欠けが関係しているのです。

図2 内惑星の満ち欠け

図2 内惑星の満ち欠け
この図はちょっと変です。

内惑星は、月と同じように満ち欠けをします。右の図2をご覧ください。

太陽の向こう側、外合の頃は、全部が光って見え、ちょうど満月状に見えます。地球に近づくにつれて、惑星は欠けていき、最大離角の頃、ちょうど半月状に見えます。

さらに近づき、内合の頃は、地球に近いので大きく見えますが、光っている部分が細い、三日月状になっています。

水星の場合、内合の時には1億Km、外合の時でも2億Kmと、他の惑星に比べると、距離はあまり変わりません。水星軌道1つ分、1億キロ程度の差です。距離が倍なので、大きさの違いも倍、光ってる部分が一番多いのは、地球に近い時よりも、外合のとき。なので、外合のころが一番明るく見えます。もっとも、外合の時は太陽に近いので、見ることはできませんが。

それに対し、金星は外合の時は2億5千万Km、内合のときは4千万Kmと、大きく違います。実は、惑星の中で地球に一番近づくのは、火星、ではなく金星なのです。大きさは、内合の頃は角度で1分、太陽や月の大きさの30分の1ほどにもなります。

2004年の6月に、金星が太陽の前を通る(通過している時がまさに内合ですね)、金星日面通過という現象がありましたが、その時、きちんと減光すれば、肉眼でも分かるほどの大きさです。
金星は、地球に近付くにつれてだんだん大きく見えてきますが、金星の夜の部分が広くなり、光ってる部分はどんどん細くなります。その二つのバランスの取れた、光っている面積が一番大きくなる瞬間に一番明るくなります。その瞬間を最大光度、としているわけです。

外惑星は衝の時、水星は外合のときが一番明るくなります。金星だけ、分かりやすい位置関係では一番明るくなりませんから、「最大光度」として用語を作ったのでしょう。

見頃の目安は?

内惑星の見頃は、やはり最大離角の頃でしょう。特に水星は、最大離角の頃でも太陽から30度離れることはないので、最大離角の頃でないと見ることができません。

金星の場合、最大離角から最大光度を過ぎる頃までが一番面白いと思います。とても明るく輝き、肉眼でも美しく見えますが、望遠鏡で見ると、白い三日月がはっきりと見え、毎日観測を続けると、どんどんと細くなり、またどんどん太っていくのがわかります。

この頃の金星は、観望会などで見せると、月だと思って「月がないのにどうして望遠鏡だと見えてるの?」と、尋ねられたりもします。

最大光度の頃の金星は、望遠鏡で必見です。