アプシス（近点・遠点）とは — 楕円軌道の定義と近日点・遠日点の用語解説

アプシス（近日点・遠日点）とは？楕円軌道の定義と用語を図解付きで初心者にもわかりやすく解説。

天文学では、アプシス（appsis）、複数形をアプサイド（IPA: /apsɪdɪːz/）と呼びます。アプシスとは、天体の楕円軌道の引力中心（多くの場合はその系の質量の中心）からの距離が最大または最小になる点の総称です。最近点（近点）と最遠点（遠点）の二つがあり、軌道の主要軸に沿ってそれらを結ぶ直線をアプシデスの線と呼びます。

用語と対応

• 近点（periapsis / pericentre）：中心天体に最も近づく点。日本語では「近点」と訳されます。
• 遠点（apoapsis / apocentre / apapsis）：中心天体から最も遠ざかる点。英語では複数の綴りがありますが意味は同じです。
• 特定の中心天体を示す名前も一般に使われます。例えば、地球を中心とする場合は perigee / apogee、太陽を中心とする場合は perihelion / aphelion（ギリシャ語で「ήλιος hēlios = sun」）と呼びます。アポロ計画では月を指すときに pericynthion / apocynthion という用語が用いられました。

数学的表現と性質

楕円軌道に対して、軌道長半径を a、離心率を e とすると、近点距離 r_peri と遠点距離 r_apo は次のように表されます。

• 近点距離： r_peri = a (1 − e)
• 遠点距離： r_apo = a (1 + e)

ここから、離心率 e が 0（円軌道）のときは両者が等しくなり、e が増えるほど近点と遠点の差が大きくなることが分かります。

実例と応用

• 地球の公転軌道では、近日点（perihelion）はおよそ 1 月上旬にあり距離は約 1.471×10^8 km、遠日点（aphelion）は 7 月上旬にあり約 1.521×10^8 km です（年による誤差あり）。
• 水星の近日点は一般相対性理論の検証に使われた有名な現象の一つで、近日点移動（apsidal precession）が観測されます。
• 二体問題では、軌道の中心が必ずしも一方の天体の中心とは限らず、共通重心（バリセントル）を中心にした運動となる点に注意が必要です。特に質量比が近い系（例：地球と月）ではバリセントルが重要です。

アプシス線の変化（近日点移動）

アプシデスの線は完全に固定されるわけではなく、摂動（他の天体の引力）、潮汐力、非球対称質量分布、そして一般相対性理論効果などによってゆっくりと回転（歳差的な移動）します。特に水星の近日点進行はニュートン力学だけでは説明できず、アインシュタインの一般相対性理論が補正したことで説明されました。

まとめ（ポイント）

• アプシスは軌道上の最近点と最遠点の総称で、近点（periapsis）と遠点（apoapsis）がある。
• 特定の中心天体ごとに名称があり、地球中心なら perigee/apogee、太陽中心なら perihelion/aphelion などが使われる。
• 近点・遠点の距離は軌道長半径 a と離心率 e で r_peri = a(1 − e)、r_apo = a(1 + e) と表される。
• アプシデスの線は外部摂動や相対論効果で時間とともに変化する（近日点移動）。

近日点と遠日点

近日点は、太陽に最も近い物体の軌道上の点である。近日点は、太陽から最も遠い天体の軌道上の点である。

太陽系にあるすべての惑星、彗星、小惑星の軌道はほぼ楕円形（非円形の一種）である。そのため、太陽から最も近い点と最も遠い点、すなわち近日点と遠日点があります。軌道の偏心は、軌道の平坦さを測定する。太陽の周りを一周する物体の一回転は、ほぼ楕円にしかならない。これがミランコビッチ周期を引き起こす。

地球が太陽に最も近づくのは毎年1月3日頃で、太陽から最も遠いのは毎年7月4日頃です。1月の太陽に最も近い地点と7月の太陽から最も遠い地点との距離の差は310万マイル(500万km)です。1月初旬の地球の太陽からの距離は約9,140万マイル（1億4,710万km）であるのに対し、7月初旬の地球の太陽からの距離は約9,450万マイル（1億5,210万km）となっています。

地球が太陽に最も近いとき、北半球では冬、南半球では夏になります。このように、地球の太陽からの距離が季節の変化を目立たなくさせていることがわかります。距離の違いによる比較的小さな影響は、南半球が主に海洋性であることと、北半球が半大陸性であることによって、幾分覆い隠されています。したがって、地球の季節は、主に、地球が太陽の周りを回る地球の軌道面に対して、その軸を正確に直立させて回転していないために、行ったり来たりしています。地球の軸の傾きは23.5度です。これは、12月と1月に太陽をさらに南に置くので、北は冬を持ち、南は夏を持っています。したがって、冬は太陽の光が最も直接当たらない地球儀のその部分に降り注ぎます。夏は、太陽の光が最も直接当たる地球儀のその部分に落ちます。

1.近日点の惑星 2.近日点の惑星 3.太陽

質問と回答

Q: 天文学におけるアプシスとは何ですか?

Q: 楕円軌道の最接近点は何と呼ばれていますか?

Q: 楕円軌道の最遠点とは何ですか?

Q: 楕円の長軸は何ですか?

Q: 周回する天体を特定するために使われる類似語は何ですか?

Q: アポロ計画で月を指す用語は何ですか?

Q: アポアプシスという言葉は、語源的にはどういう意味ですか?

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