Vnější planety

Planety obíhající ve větší vzdálenosti od Slunce než Země se po obloze pohybují po specifických, dlouhých trajektoriích, na nichž se vyskytují složité smyčky a obraty. Všechny tyto planety se souhrnně nazývají vnější planety.

Dráhy, které po obloze opisují všechna tělesa naší sluneční soustavy, závisí na jejich oběžné dráze a na tom, jaký na ně máme výhled ze Země. Merkur a Venuše jsou ke Slunci blíže než Země. Proto jsou jejich dráhy na obloze z našeho pohledu omezeny jen na jednoduché smyčky nacházející se v blízkosti Slunce. Tyto planety je proto možné pozorovat pouze na ranní nebo večerní obloze. Nazývají se vnitřní planety.

Planety nacházející se dále než Země, tj. Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun, mají jiný tvar drah na obloze. Jejich oběžná dráha obklopuje oběžnou dráhu Země, takže nejsou tak svázány se Sluncem jako vnitřní planety a mohou se pohybovat prakticky po celé obloze. Mohou se dokonce vyskytovat i proti Slunci a vycházet, když Slunce zapadá. Tehdy jsou viditelné po celou noc. Tyto planety se nazývají vnější planety. Podobné dráhy opisují také asteroidy, komety a trpasličí planety.

Vnějším planetám trvá jeden oběh okolo Slunce déle než Zemi - jejich oběžné dráhy jsou delší a planety se po nich pohybují pomaleji. Země se například pohybuje po své oběžné dráze rychlostí 29,8 km/s, zatímco Mars 24,1 km/s a Saturn 9,5 km/s. S tím, jak se každá z planet pohybuje po své oběžné dráze, opisuje na obloze, na pozadí vzdálenějších hvězd, specifickou křivku. Protože sluneční soustava je téměř rovinným útvarem a oběžné dráhy planet leží zhruba v jedné rovině, leží dráhy planet na obloze blízko ekliptiky, což je zdánlivá dráha Slunce po obloze. V důsledku toho lze planety stejně jako Slunce většinou najít v pásu souhvězdí zvěrokruhu, kterým ekliptika prochází.

Polohy na obloze

Na drahách planet obíhajících Slunce ve větší vzdálenosti než Země se nacházejí čtyři specifická místa. První je opozice. Při opozici se planeta nachází při pohledu ze Země na opačné straně než Slunce, takže je vidět po celou noc. Při konjunkci leží planeta pro pozorovatele ze Země za Sluncem. Obě tělesa jsou na obloze víceméně v zákrytu a planetu nelze v noci pozorovat. Tzv. kvadratury označují místa, kde je úhel mezi Sluncem a planetou (viděno ze Země) právě 90°.

Během "synodického" roku planety se planeta pohybuje po obloze směrem na východ. Nejprve vystoupí z konjunkce, a je krátce po západu Slunce vidět na západě. Pak zvyšuje svou vzdálenost od Slunce, až je nakonec vidět dlouho do noci. Při opozici planeta vychází přesně ve chvíli, kdy Slunce zapadá, takže ji lze pozorovat celou noc. Poté vychází stále později a stává se z ní nakonec "jitřenka", vychází těsně před východem Slunce a je vidět jen za úsvitu. Nakonec se vrátí zpět do konjunkce se Sluncem, kdy není vidět vůbec.

Tento zdánlivě jednoduchý cyklus je ale komplikován vlastním pohybem Země. Je totiž nepravděpodobné, že by se naše planeta ve chvíli, kdy planeta právě dokončí jeden oběh okolo Slunce, nacházela přesně ve stejné poloze, jako při poslední konjunkci. Rychleji obíhající Země musí tedy, aby další konjunkce nastala, planetu "dohnat". Synodický rok planety je tedy doba od konjunkce do další konjunkce následující po ukončení celého oběhu planety a může být delší, než její hvězdný (siderický) rok, který je daný stejnou polohou planety vůči hvězdám. Navíc pohyb Země při každém "předjížděcím" manévru, kdy míjí pomaleji se pohybující planetu, která je tehdy poblíž opozice, způsobí, že planeta na obloze vykrouží zpětnou smyčku. Tento jev se nazývá retrográdní dráha.

Hlavní rozdíl ve vztahu vnějších planet, jak se nám jeví na obloze, se týkají jejich velikosti a jasnosti. Při opozici je planeta a Země na stejné straně Slunce a je nám nejblíže. Při konjunkci jsou Země a planeta na opačných stranách Slunce a jsou od sebe nejdále. Rozdíl mezi těmito vzdálenostmi je roven přibližně průměru oběžné dráhy Země, tj. asi 300 milionů km.

Jasnost při opozici

Je zřejmé, že změna vzdálenosti bude mít vliv na velikost a jasnost planet, které se nacházejí více než miliardu km daleko. Ale u Marsu a do menší míry u Jupiteru budou tyto změny dobře pozorovatelné.

V extrémních případech kolísá jasnost Marsu v rozmezí od hvězdné velikosti -2,9 magnitudy (nejbližší opozice) až po poměrně nevýraznou hvězdnou velikost 1,8 magnitudy (okolo konjunkce). Úhlový průměr planety se přitom mění od přibližně 25 úhlových vteřin (asi 1/70 měsíce v úplňku) po necelé 4 úhlové vteřiny.