離角()とは、位置天文学において、ある点から見た2つの天体のなす角度である。とりわけ「惑星の離角」と言った場合は、地球の中心から見た太陽と惑星のなす角度(地心真角距離)をさす[1]。太陽と惑星の黄経の差と説明されることもあるが正しくない(一致しない)。
天体の位置を、基準点を中心とする天球上の経緯度で表した場合、天体1の経度・緯度を とし、天体2の経度・緯度を とすると、天体1と天体2の離角は
で表される。この場合の経緯度は、黄経・黄緯でも、赤経・赤緯でも良い。
天体1と天体2の経度が等しい()場合、上式のは緯度の差に等しい。また、天体1と天体2の緯度がともに0度の場合、上式のは経度の差に等しい。すなわち、太陽と惑星の離角が黄経の差と等しいのは、太陽と惑星がともに黄緯0度の場合に限られる。
2つの天体の地心視黄経の差が容易に0度になるのに比べると、離角が0度になるのは極めて稀である。なぜならば、離角が0度の時は視黄経も視黄緯も(あるいは視赤経も視赤緯も)どちらも厳密にピッタリ一致することが必要だからである。例えば、2012年6月6日の金星の太陽面通過において、金星は太陽との地心視黄経の差が0度になる合を迎えたが、離角の最小値(最小角距離)は約0.153度(約550秒角)でゼロにはならない。
ある惑星から見て、それよりも内側に軌道のある惑星(内惑星)は、太陽とその惑星との離角がある一定の値以上にはならない。これを最大離角といい、太陽よりも内惑星が東側にある場合を東方最大離角、西側にある場合を西方最大離角という。ここでいう「東方」「西方」とは、内惑星が太陽に対して相対的に位置する方角であり、地上から観望できる方位とは関係がない。もし東方最大離角の内惑星を眼視で観望するには、太陽が沈んだ後の西の空に残る内惑星を観望することになる。また、内惑星の離角あるいは最大離角は、地上から観望できる高度とも関係がない(離角が大きいほど、太陽から離れているので、より高い高度で観望できる、という点はあるが)。
水星と金星の太陽からの平均距離(それぞれ0.3871 au、0.7233 au)を用いると、地球から見た水星と金星の最大離角はそれぞれ22.8度、46.3度となる。しかし、地球と内惑星の軌道がともに楕円をなし、また互いの公転面が一致していないために、毎サイクルにおける最大離角は同じではなく、毎回異なる。特に水星は軌道の離心率が約0.2と大きいため、近日点と遠日点の距離に大きな隔たりがあり、最大離角の範囲も約18度~28度と広い(すなわち、水星の最大離角の最大値は、約28度である)。金星の最大離角は、約45度~47度の範囲に収まる。
次表に2013年以降の直近の水星と金星の最大離角を掲げる。
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東方最大離角 |
西方最大離角
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水星
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2013年
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2月16日 21:35頃 (UTC) |
18.13° |
3月31日 21:50頃 (UTC) |
27.83°
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6月12日 16:40頃 (UTC) |
24.28° |
7月30日 8:50頃 (UTC) |
19.63°
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10月 9日 10:10頃 (UTC) |
25.34° |
11月18日 2:25頃 (UTC) |
19.48°
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2014年
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1月31日 10:05頃 (UTC) |
18.37° |
3月14日 6:30頃 (UTC) |
27.55°
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5月25日 7:10頃 (UTC) |
22.68° |
7月12日 18:25頃 (UTC) |
20.91°
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9月21日 22:05頃 (UTC) |
26.40° |
11月 1日 12:40頃 (UTC) |
18.66°
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2015年
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1月14日 20:30頃 (UTC) |
18.90° |
2月24日 16:20頃 (UTC) |
26.75°
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5月 7日 4:50頃 (UTC) |
21.18° |
9月 4日 10:15頃 (UTC) |
27.14°
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10月16日 3:15頃 (UTC) |
18.12° |
12月29日 3:10頃 (UTC) |
19.72°
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金星
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2013年 |
11月 1日 7:55頃 (UTC) |
47.07° |
(なし) |
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2014年 |
(なし) |
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3月22日 19:45頃 (UTC) |
46.56°
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2015年 |
6月 6日 18:30頃 (UTC) |
45.39° |
10月26日 7:15頃 (UTC) |
46.44°
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2016年 |
(なし) |
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(なし) |
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外側に軌道のある惑星(外惑星)の離角は理論的には0度~180度の値をとりうる。最大離角という言葉は、内惑星にのみ用いる。
合・衝・矩・留と最大離角
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惑星と太陽が同じ方向にあるときを合(ごう)と言うが、こちらは地心視黄経が等しくなる瞬間であり[1]、必ずしも離角が0度とは限らず(地心視黄緯が等しくないこともあるため)、また地心視黄経が等しいときに離角が最小とも限らない。太陽と惑星が反対の方向にあるときを衝(しょう)と言うが、こちらも地心視黄経の差が180度になる瞬間であって[1]、離角が180度とは限らないので注意が必要である。同様に、矩(く)も、地心視黄経の差が90度・270度になる瞬間(東矩(とうく)・西矩(せいく))であるから[1]、内惑星から見て外惑星が東矩のときに同時に、外惑星からみて内惑星が西方最大離角であるとは限らない(前者が地心視黄経の差で定義するのに対し、後者が地心真角距離で定義するため)。国立天文台『こよみ用語解説』[1]によると、惑星の運行や相対位置を表す用語では、「留」は地心視赤経で、「合」「衝」「矩」は地心視黄経度で、「最大離角」は地心真角距離で定義されているので注意が必要である[2]。
- ^ a b c d e 国立天文台 暦計算室『こよみ用語解説』惑星現象
- ^ 一方、『天文年鑑』では、観測に都合の良いよう「合」「衝」「矩」「最大離角」は赤道座標系を使っており、「合」は赤経差が0時間(0°)、「衝」は赤経差が12時間(180°)、「矩」は赤経差が6時間(90°)、「最大離角」は内惑星と太陽の赤経差が極大となる時の離角としている(離角そのものの極大時の離角ではない)。軌道傾斜角の大きい天体では、赤経の合・衝の時刻は黄経の合・衝の時刻と数日の差が生じることがある。