El movimiento retrógrado en astronomía es, en general, el movimiento orbital o rotacional de un objeto en la dirección opuesta a la rotación de su eje primario , es decir, el objeto central (figura de la derecha). También puede describir otros movimientos como la precesión o nutación del eje de rotación de un objeto . El movimiento progrado o directo es un movimiento más normal en la misma dirección en la que gira el eje primario. Sin embargo, "retrógrado" y "prógrado" también pueden referirse a un objeto distinto del primario si así se describe. La dirección de rotación está determinada por un marco de referencia inercial , como estrellas fijas distantes .
En el Sistema Solar , las órbitas alrededor del Sol de todos los planetas y la mayoría de los demás objetos, excepto muchos cometas , son progradas. Orbitan alrededor del Sol en la misma dirección en la que el Sol gira sobre su eje, que es en sentido contrario a las agujas del reloj cuando se observa desde arriba del polo norte del Sol. A excepción de Venus y Urano , las rotaciones planetarias alrededor de su eje también son progradas. La mayoría de los satélites naturales tienen órbitas progradas alrededor de sus planetas. Los satélites progrados de Urano orbitan en la dirección en la que gira Urano, que es retrógrada al Sol. Casi todos los satélites regulares están bloqueados por mareas y, por lo tanto, tienen rotación prograda. Los satélites retrógrados son generalmente pequeños y distantes de sus planetas, excepto el satélite de Neptuno , Tritón , que es grande y cercano. Se cree que todos los satélites retrógrados se formaron por separado antes de ser capturados por sus planetas.
La mayoría de los satélites artificiales de baja inclinación de la Tierra se han colocado en una órbita prograda, porque en esta situación se requiere menos combustible para alcanzar la órbita.
Cuando se forma una galaxia o un sistema planetario , su material toma una forma similar a la de un disco. La mayor parte del material orbita y rota en una dirección. Esta uniformidad de movimiento se debe al colapso de una nube de gas. [1] La naturaleza del colapso se explica por la conservación del momento angular . En 2010 el descubrimiento de varios Júpiter calientes con órbitas hacia atrás puso en tela de juicio las teorías sobre la formación de sistemas planetarios. [2] Esto se puede explicar observando que las estrellas y sus planetas no se forman de forma aislada sino en cúmulos estelares que contienen nubes moleculares . Cuando un disco protoplanetario choca con una nube o le roba material esto puede dar lugar a un movimiento retrógrado de un disco y de los planetas resultantes. [3] [4]
La inclinación de un objeto celeste indica si su órbita es prograda o retrógrada. La inclinación de un objeto celeste es el ángulo entre su plano orbital y otro marco de referencia, como el plano ecuatorial del primario del objeto. En el Sistema Solar , la inclinación de los planetas se mide desde el plano de la eclíptica , que es el plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol . [5] La inclinación de las lunas se mide desde el ecuador del planeta que orbitan. Un objeto con una inclinación entre 0 y 90 grados orbita o gira en la misma dirección en la que gira el primario. Un objeto con una inclinación de exactamente 90 grados tiene una órbita perpendicular que no es ni prograda ni retrógrada. Un objeto con una inclinación entre 90 grados y 180 grados está en una órbita retrógrada.
La inclinación axial de un objeto celeste indica si la rotación del objeto es prograda o retrógrada. La inclinación axial es el ángulo entre el eje de rotación de un objeto y una línea perpendicular a su plano orbital que pasa por el centro del objeto. Un objeto con una inclinación axial de hasta 90 grados está girando en la misma dirección que su eje primario. Un objeto con una inclinación axial de exactamente 90 grados, tiene una rotación perpendicular que no es prograda ni retrógrada. Un objeto con una inclinación axial entre 90 grados y 180 grados está girando en la dirección opuesta a su dirección orbital. Independientemente de la inclinación axial, el polo norte de cualquier planeta o luna del Sistema Solar se define como el polo que está en el mismo hemisferio celeste que el polo norte de la Tierra.
Los ocho planetas del Sistema Solar orbitan alrededor del Sol en la dirección de rotación del Sol, que es en sentido contrario a las agujas del reloj cuando se observa desde arriba del polo norte del Sol . Seis de los planetas también giran sobre su eje en esta misma dirección. Las excepciones (los planetas con rotación retrógrada) son Venus y Urano . La inclinación axial de Venus es de 177°, lo que significa que está girando casi exactamente en la dirección opuesta a su órbita. Urano tiene una inclinación axial de 97,77°, por lo que su eje de rotación es aproximadamente paralelo al plano del Sistema Solar.
No se conoce con certeza la razón de la inusual inclinación axial de Urano, pero la especulación habitual es que fue causada por una colisión con un protoplaneta del tamaño de la Tierra durante la formación del Sistema Solar. [6]
Es poco probable que Venus se haya formado con su actual rotación retrógrada lenta, que dura 243 días. Venus probablemente comenzó con una rotación rápida prograda con un período de varias horas, como la mayoría de los planetas del Sistema Solar. Venus está lo suficientemente cerca del Sol como para experimentar una disipación de marea gravitacional significativa , y también tiene una atmósfera lo suficientemente espesa como para crear mareas atmosféricas impulsadas térmicamente que crean un torque retrógrado . La rotación retrógrada lenta actual de Venus está en equilibrio entre las mareas gravitacionales que intentan bloquear a Venus al Sol y las mareas atmosféricas que intentan girar a Venus en una dirección retrógrada. Además de mantener este equilibrio actual, las mareas también son suficientes para explicar la evolución de la rotación de Venus desde una dirección prograda rápida primordial a su rotación retrógrada lenta actual. [7] En el pasado, se han propuesto varias hipótesis alternativas para explicar la rotación retrógrada de Venus, como las colisiones o que originalmente se formó de esa manera. [a]
A pesar de estar más cerca del Sol que Venus, Mercurio no está bloqueado por mareas porque ha entrado en una resonancia de giro-órbita de 3:2 debido a la excentricidad de su órbita. La rotación prograda de Mercurio es lo suficientemente lenta como para que, debido a su excentricidad, su velocidad orbital angular exceda su velocidad de rotación angular cerca del perihelio , lo que hace que el movimiento del Sol en el cielo de Mercurio se invierta temporalmente. [8] Las rotaciones de la Tierra y Marte también se ven afectadas por las fuerzas de marea con el Sol, pero no han alcanzado un estado de equilibrio como Mercurio y Venus porque están más alejados del Sol, donde las fuerzas de marea son más débiles. Los gigantes gaseosos del Sistema Solar son demasiado masivos y están demasiado lejos del Sol para que las fuerzas de marea ralenticen sus rotaciones. [7]
Todos los planetas enanos conocidos y los candidatos a planetas enanos tienen órbitas progradas alrededor del Sol, pero algunos tienen rotación retrógrada. Plutón tiene rotación retrógrada; su inclinación axial es de aproximadamente 120 grados. [9] Plutón y su luna Caronte están bloqueados entre sí por mareas. Se sospecha que el sistema de satélites plutonianos se creó por una colisión masiva . [10] [11]
Si se forma en el campo gravitatorio de un planeta mientras este se está formando, una luna orbitará alrededor del planeta en la misma dirección en la que gira el planeta y es una luna regular . Si un objeto se forma en otro lugar y luego es capturado en órbita por la gravedad de un planeta, puede ser capturado en una órbita retrógrada o prograda dependiendo de si primero se aproxima al lado del planeta que está girando hacia él o alejándose de él. Esta es una luna irregular . [12]
En el Sistema Solar, muchas de las lunas del tamaño de asteroides tienen órbitas retrógradas, mientras que todas las lunas grandes excepto Tritón (la más grande de las lunas de Neptuno) tienen órbitas progradas. [13] Se cree que las partículas en el anillo de Febe de Saturno tienen una órbita retrógrada porque se originan en la luna irregular Febe .
Todos los satélites retrógrados experimentan desaceleración de marea en algún grado. El único satélite del Sistema Solar para el cual este efecto es significativo es Tritón, la luna de Neptuno. Todos los demás satélites retrógrados están en órbitas distantes y las fuerzas de marea entre ellos y el planeta son insignificantes.
Dentro de la esfera de Hill , la región de estabilidad para órbitas retrógradas a gran distancia de la primaria es mayor que la de las órbitas progradas. Esto se ha sugerido como una explicación de la preponderancia de lunas retrógradas alrededor de Júpiter. Sin embargo, debido a que Saturno tiene una mezcla más uniforme de lunas retrógradas/progradas, las causas subyacentes parecen ser más complejas. [14]
Con la excepción de Hiperión , todos los satélites naturales planetarios regulares conocidos en el Sistema Solar están bloqueados por mareas con su planeta anfitrión, por lo que tienen rotación cero con respecto a su planeta anfitrión, pero tienen el mismo tipo de rotación que su planeta anfitrión con respecto al Sol porque tienen órbitas progradas alrededor de su planeta anfitrión. Es decir, todos tienen rotación prograda con respecto al Sol, excepto los de Urano.
Si hay una colisión, el material podría ser expulsado en cualquier dirección y fusionarse en lunas progradas o retrógradas, lo que podría ser el caso de las lunas del planeta enano Haumea , aunque no se conoce la dirección de rotación de Haumea. [15]
Los asteroides suelen tener una órbita prograda alrededor del Sol. Sólo se conocen unas pocas docenas de asteroides en órbitas retrógradas .
Algunos asteroides con órbitas retrógradas pueden ser cometas quemados, [16] pero algunos pueden adquirir su órbita retrógrada debido a interacciones gravitacionales con Júpiter . [17]
Debido a su pequeño tamaño y a su gran distancia de la Tierra, resulta difícil analizar telescópicamente la rotación de la mayoría de los asteroides. En 2012, se dispone de datos para menos de 200 asteroides y los diferentes métodos para determinar la orientación de los polos suelen dar lugar a grandes discrepancias. [18] El catálogo de vectores de giro de asteroides del Observatorio de Poznan [19] evita el uso de las frases "rotación retrógrada" o "rotación prograda", ya que depende de qué plano de referencia se trate y las coordenadas de los asteroides suelen darse con respecto al plano de la eclíptica en lugar del plano orbital del asteroide. [20]
Los asteroides con satélites, también conocidos como asteroides binarios, representan aproximadamente el 15% de todos los asteroides de menos de 10 km de diámetro en el cinturón principal y la población cercana a la Tierra y se cree que la mayoría se forman por el efecto YORP que hace que un asteroide gire tan rápido que se rompe. [21] A partir de 2012, y donde se conoce la rotación, todos los satélites de asteroides orbitan el asteroide en la misma dirección en la que gira el asteroide. [22]
La mayoría de los objetos conocidos que están en resonancia orbital orbitan en la misma dirección que los objetos con los que están en resonancia, sin embargo se han encontrado algunos asteroides retrógrados en resonancia con Júpiter y Saturno . [23]
Los cometas de la nube de Oort tienen muchas más probabilidades de ser retrógrados que los asteroides. [16] El cometa Halley tiene una órbita retrógrada alrededor del Sol. [24]
La mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper tienen órbitas progradas alrededor del Sol. El primer objeto del cinturón de Kuiper que se descubrió que tenía una órbita retrógrada fue 2008 KV 42. [25] Otros objetos del cinturón de Kuiper con órbitas retrógradas son (471325) 2011 KT 19 , [26] (342842) 2008 YB 3 , (468861) 2013 LU 28 y 2011 MM 4. [27] Todas estas órbitas están muy inclinadas, con inclinaciones en el rango de 100° a 125° .
Los meteoroides en órbita retrógrada alrededor del Sol impactan la Tierra con una velocidad relativa mayor que los meteoroides progrados y tienden a quemarse en la atmósfera y es más probable que impacten el lado de la Tierra que mira en dirección opuesta al Sol (es decir, de noche), mientras que los meteoroides progrados tienen velocidades de cierre más lentas y con mayor frecuencia aterrizan como meteoritos y tienden a impactar el lado de la Tierra que mira hacia el Sol. La mayoría de los meteoroides son progrados. [28]
El movimiento del Sol alrededor del centro de masas del Sistema Solar se ve complicado por las perturbaciones de los planetas. Cada pocos cientos de años, este movimiento cambia entre progrado y retrógrado. [29]
El movimiento retrógrado, o retrogresión, dentro de la atmósfera de la Tierra se observa en sistemas meteorológicos cuyo movimiento es opuesto a la dirección regional general del flujo de aire, es decir, de este a oeste contra los vientos del oeste o de oeste a este a través de los vientos alisios del este. El movimiento progrado con respecto a la rotación planetaria se observa en la superrotación atmosférica de la termosfera de la Tierra y en la troposfera superior de Venus . Las simulaciones indican que la atmósfera de Plutón debería estar dominada por vientos retrógrados a su rotación. [30]
Los satélites artificiales destinados a órbitas de baja inclinación suelen lanzarse en dirección prograda, ya que esto minimiza la cantidad de combustible necesario para alcanzar la órbita aprovechando la rotación de la Tierra (un lugar de lanzamiento ecuatorial es óptimo para este efecto). Sin embargo, los satélites israelíes Ofeq se lanzan en dirección oeste, retrógrada, sobre el Mediterráneo para garantizar que los desechos del lanzamiento no caigan sobre zonas terrestres pobladas.
Las estrellas y los sistemas planetarios tienden a nacer en cúmulos estelares en lugar de formarse de forma aislada. Los discos protoplanetarios pueden colisionar con las nubes moleculares dentro del cúmulo o robar material de ellas, lo que puede provocar que los discos y los planetas resultantes tengan órbitas inclinadas o retrógradas alrededor de sus estrellas. [3] [4] El movimiento retrógrado también puede ser el resultado de interacciones gravitacionales con otros cuerpos celestes en el mismo sistema (véase el mecanismo de Kozai ) o una casi colisión con otro planeta, [1] o puede ser que la propia estrella se haya dado la vuelta al principio de la formación de su sistema debido a las interacciones entre el campo magnético de la estrella y el disco formador de planetas. [31] [32]
El disco de acreción de la protoestrella IRAS 16293-2422 tiene partes que giran en direcciones opuestas. Este es el primer ejemplo conocido de un disco de acreción que gira en sentido contrario. Si este sistema forma planetas, los planetas interiores probablemente orbitarán en dirección opuesta a los planetas exteriores. [33]
WASP-17b fue el primer exoplaneta que se descubrió que orbitaba su estrella en dirección opuesta a la rotación de la estrella. [34] Un segundo planeta de este tipo se anunció tan solo un día después: HAT-P-7b . [35]
En un estudio, más de la mitad de todos los Júpiter calientes conocidos tenían órbitas desalineadas con respecto al eje de rotación de sus estrellas madre, y seis de ellos tenían órbitas invertidas. [2] Una explicación propuesta es que los Júpiter calientes tienden a formarse en cúmulos densos, donde las perturbaciones son más comunes y es posible la captura gravitacional de planetas por estrellas vecinas. [36]
Los últimos impactos gigantes durante la formación planetaria tienden a ser el principal determinante de la velocidad de rotación de un planeta terrestre . Durante la etapa de impacto gigante, el grosor de un disco protoplanetario es mucho mayor que el tamaño de los embriones planetarios, por lo que las colisiones tienen la misma probabilidad de provenir de cualquier dirección en tres dimensiones. Esto da como resultado una inclinación axial de los planetas acrecionados que varía de 0 a 180 grados, con cualquier dirección tan probable como cualquier otra, con giros progrados y retrógrados igualmente probables. Por lo tanto, el giro progrado con pequeña inclinación axial, común para los planetas terrestres del sistema solar excepto Venus, no es común para los planetas terrestres en general. [37]
El patrón de estrellas parece fijo en el cielo, en lo que respecta a la visión humana; esto se debe a que sus enormes distancias con respecto a la Tierra dan lugar a un movimiento imperceptible a simple vista. En realidad, las estrellas orbitan alrededor del centro de su galaxia.
Es más probable encontrar estrellas con una órbita retrógrada en relación con la rotación general de una galaxia de disco en el halo galáctico que en el disco galáctico . El halo exterior de la Vía Láctea tiene muchos cúmulos globulares con una órbita retrógrada [38] y con una rotación retrógrada o cero. [39] La estructura del halo es tema de un debate en curso. Varios estudios han afirmado encontrar un halo que consta de dos componentes distintos. [40] [41] [42] Estos estudios encuentran un halo "dual", con un componente interno, más rico en metales, progrado (es decir, las estrellas orbitan la galaxia en promedio con la rotación del disco), y un componente externo, pobre en metales, retrógrado (rotando contra el disco). Sin embargo, estos hallazgos han sido cuestionados por otros estudios, [43] [44] argumentando en contra de tal dualidad. Estos estudios demuestran que los datos observacionales se pueden explicar sin una dualidad, cuando se emplea un análisis estadístico mejorado y se tienen en cuenta las incertidumbres de medición.
Se cree que la cercana estrella de Kapteyn terminó con su órbita retrógrada de alta velocidad alrededor de la galaxia como resultado de haber sido arrancada de una galaxia enana que se fusionó con la Vía Láctea. [45]
Los sobrevuelos cercanos y las fusiones de galaxias dentro de cúmulos de galaxias pueden extraer material de las galaxias y crear pequeñas galaxias satélite en órbitas progradas o retrógradas alrededor de galaxias más grandes. [46]
Una galaxia llamada Complejo H, que orbitaba la Vía Láctea en dirección retrógrada respecto a la rotación de la Vía Láctea, está colisionando con la Vía Láctea. [47] [48]
NGC 7331 es un ejemplo de una galaxia que tiene un bulbo que gira en dirección opuesta al resto del disco, probablemente como resultado de la caída de material. [49]
El centro de una galaxia espiral contiene al menos un agujero negro supermasivo . [50] Un agujero negro retrógrado –uno cuyo giro es opuesto al de su disco– arroja chorros mucho más potentes que los de un agujero negro progrado, que puede no tener chorro alguno. Los científicos han elaborado un marco teórico para la formación y evolución de los agujeros negros retrógrados basándose en la brecha entre el borde interior de un disco de acreción y el agujero negro. [51] [52] [53]
