郭紅鋒
你知道嗎?,2018年5月最重要的天象是于5月9日發(fā)生的木星沖日,接下來(lái)有6月的土星沖日和7月的火星沖日。所以,我們?cè)谶@一期會(huì)為大家介紹沖日的概念和觀測(cè)方法,讓我們一起來(lái)看看吧!
一、行星的“沖”
行星的“沖”,描述了行星在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)行到的一個(gè)特殊位置,這個(gè)位置就是從地球上觀察行星與太陽(yáng)的夾角為180度,即天體與太陽(yáng)各在地球的兩側(cè)。;中的英文是Opposition,更直接地表示了行星與太陽(yáng)相對(duì)的意思。與;中相對(duì)的位置為合,行星在合的時(shí)候位于太陽(yáng)背后,被太陽(yáng)遮蔽無(wú)法看到(見(jiàn)圖1)。
二、行星的“沖日”
所謂行星“沖日”,就是行星位于沖的位置的那一天。這一天是一年中距離地球最近的時(shí)候,因此也最亮,所以是觀察這顆行星的最好時(shí)機(jī)。
三、行星“沖”的周期
太陽(yáng)系里只有地球軌道以外的行星有“沖”的天象。行星沖日的周期(也叫回合周期),取決于行星公轉(zhuǎn)周期與地球公轉(zhuǎn)周期二者是否接近。比如,火星公轉(zhuǎn)周期比較快(687天),所以她與地球相遇成沖的位置要花費(fèi)長(zhǎng)一些時(shí)間,大約780天。而木星及其以外的行星公轉(zhuǎn)較慢,所以沖的周期與地球公轉(zhuǎn)周期接近:木星沖的周期大約是399天,土星沖的周期大約是378天,天王星沖的周期大約是370天,海王星沖的周期大約是367天。
四、行星的“大沖”
行星繞日公轉(zhuǎn)軌道(包括地球公轉(zhuǎn)軌道),一般不是正圓而是橢圓,所以每個(gè)行星都有各自的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)。當(dāng)行星位于其近日點(diǎn)而恰逢地球位于其遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)發(fā)生的“沖”,是地球距離該行星最近的時(shí)候,此時(shí)發(fā)生的“沖”稱為“大沖”。但有的行星橢圓偏心率(即扁長(zhǎng)的程度)比較大,有的比較小。所以,每顆行星的普通沖與大沖間的變化(主要是視直徑、亮度,以及望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的細(xì)節(jié)等)也不盡相同。表1給出太陽(yáng)系8顆行星有關(guān)參數(shù),供同學(xué)們參考。
五、觀察木星“沖”
2018年木星沖日發(fā)生在5月9日,但在此前后幾個(gè)月木星亮度變化不大,在4~6月里星等均為-2等左右。在;中日前后一個(gè)月左右,木星(位于天秤座)在傍晚時(shí)分,即太陽(yáng)剛落山時(shí)從東方地平線升起,直到第二天日出前才從西方落下。所以,同學(xué)們可以在此期間用小型天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè),例如一架口徑20厘米以上的天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)著木星觀測(cè),就可以看到木星上面的平行于赤道的條條云帶,還可看到木星周圍的4顆大衛(wèi)星(伽利略首次發(fā)現(xiàn),故又稱為伽利略衛(wèi)星):木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。由于這些衛(wèi)星圍繞木星公轉(zhuǎn)周期差別很大,從地球上看起來(lái),它們?cè)谀拘莾蓚?cè)排列的隊(duì)形總在變化著,有時(shí)每側(cè)兩個(gè),有時(shí)一邊1個(gè)、另一邊3個(gè),有時(shí)4個(gè)全部到了一邊。有時(shí),某一顆星還會(huì)走到木星的身后躲藏起來(lái),讓人感覺(jué)“消失”了。同學(xué)們除了在望遠(yuǎn)鏡目鏡里觀看,最好把單反相機(jī)與望遠(yuǎn)鏡連接起來(lái),記錄下在木星沖日期間的觀測(cè)結(jié)果。圖2是望遠(yuǎn)鏡拍攝的木星和它的4個(gè)伽利略衛(wèi)星。
六、觀察土星“沖”
2018年6月2了日將發(fā)生土星沖日,屆時(shí)土星(位于人馬座)亮度在0等左右,觀測(cè)的方法可以參考木星沖日的觀測(cè)。
要觀測(cè)土星的一些細(xì)節(jié),例如土星美麗的光環(huán),需要用更大的望遠(yuǎn)鏡,一般在40倍以上。使用更小的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)土星,當(dāng)然能比肉眼觀測(cè)到更多細(xì)節(jié),但土星光環(huán)可能還看不清楚,只能看到在土星圓點(diǎn)兩邊有些突出,例如當(dāng)年伽利略手繪的土星觀察結(jié)果,見(jiàn)圖3。
如果同學(xué)們有機(jī)會(huì)到天文臺(tái)去用專業(yè)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)并拍攝土星,就會(huì)看到更多的細(xì)節(jié)。但網(wǎng)上我們看到的非常高清的土星照片,并不是地面望遠(yuǎn)鏡拍到的,而是訪問(wèn)土星的探測(cè)器近距離拍到的(其他行星的高清照片也是一樣)。例如著名的“卡西尼號(hào)”土星探測(cè)器拍攝的土星光環(huán)非常美麗,也十分清晰,見(jiàn)圖4。
屆時(shí),用小型天文望遠(yuǎn)鏡還可觀測(cè)到火星表面的顏色變化和兩極的白色極冠。一般情況下,可看到火星的北極極冠或南極極冠,在位置比較合適時(shí),有可能同時(shí)看到兩個(gè)極冠。隨著火星表面的季節(jié)變化,極冠的大小也在變化。用小型望遠(yuǎn)鏡在大沖時(shí)看火星,你還能看到一些暗黑的斑點(diǎn),那是它表面的一些低地或峽谷之類的地形。如果你覺(jué)得表面似乎有點(diǎn)模糊不清的話,不一定是你望遠(yuǎn)鏡的問(wèn)題,也許是火星表面發(fā)生了大沙塵暴之類的現(xiàn)象。
火星的視運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜,我們已經(jīng)在本刊2017年10期給同學(xué)們建議每月觀察火星并拍照記錄,當(dāng)火星接近大沖時(shí)最好每隔幾天拍一張火星在星空中的位置圖,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的照片數(shù)據(jù)積累,然后合成到一起進(jìn)行比較,你將會(huì)有神奇的發(fā)現(xiàn),見(jiàn)圖5。