光明网|空中课堂 | 最难以捉摸的行星——火星
北京联盟_本文原题：空中课堂 | 最难以捉摸的行星——火星
本文插图
小伙伴们大家好 ，
天文馆“空中课堂”上课啦！
在肉眼可见的5 颗行星中 ， 火星的亮度和大小变化最为显著 。 在一个运行周期中 ， 火星的亮度变化可达58倍（4.4个星等） ， 视大小变化达7.2倍 ， 均高居行星之首（表1） 。 最亮的时候可以盖过全天第一亮星——天狼星 ， 最暗的时候比夏季大三角都逊色不少 ， “名次”已在30左右了 。
本文插图
图1 2018 年火星的视大小变化示意图 。 当年7 月27 日发生火星冲日 ， 7 月31日火星距离地球最近 ， 视直径达到了24.3 角秒 ， 而年初和年尾都只有6 角秒左右 。 图源：《天文爱好者》杂志
本文插图
表1 行星的视直径、视亮度变化表 。 图源：《天文爱好者》杂志
除了忽明忽暗的特性以外 ， 火星的“行踪”也是行星中最变化多端的 。 这是由火星的会合周期决定的（图2） 。 太阳、地球和一颗行星（或月球）的相对位置循环一次的时间 ， 称为“会合周期” 。 会合周期对于外行星来说就是行星相继两次“合”或“冲”经历的时间 。 火星的会合周期也在行星中排在榜首 ， 平均为780天左右 ， 比排第二的金星长了近200 天 。 从图2中我们可以看到 ， 火星在冲日的时候 ， 和太阳分别位于地球的两边 ， 太阳落山时它升起 ， 太阳升起时它落下 ， 一整夜都能看到 。 并且这时它离地球更近 ， 亮度也更亮 ， 观测条件最好 。 在冲日前后一段时间里 ， 即从东方照到西方照的这段时间里（平均约为200天） ， 火星的观测条件也都不错 。 而在合日时恰恰相反 ， 它整天淹没在太阳的光芒中 ， 无法看到 。 合日前后有差不多半年的时间 ， 它离太阳的角距离都在30度以内 ， 不易观测 。 总之 ， 在780 天的会合周期里 ， 火星有超过200 天易于观测 ， 但也有将近200天踪迹难寻 ， “荧惑”之称可谓名副其实 。
本文插图
图2外行星的运动示意图 。 当外行星与太阳位于地球两侧时（行星与太阳的黄经相差180°） ， 叫做“冲日” ， 当外行星与太阳都在地球的同一侧时（行星与太阳黄经相同） ， 称为“合日” 。 从合（看不见）→西方照（子夜升起）→冲（整夜可见）→东方照（正午升起）再到合 ， 称为一个会合周期 。 从东方照到西方照的这段时间里行星和太阳的角距离比较大 ， 观测条件比较好 。 图源：《天文爱好者》
本文插图
表2 行星的平均会合周期 。 其中火星最长 ， 水星最短 。 外行星越往外 ， 会合周期越接近1 年 。
另外 ， 火星还会发生著名的“火星大冲”现象 ， 这在行星中也是独此一家 。 我们知道 ， 行星绕太阳公转的轨道都是程度不一的椭圆形 。 它们公转一圈时 ， 会有一点离太阳最近 ， 这时所在的轨道位置叫做近日点；还会有一点离太阳最远 ， 这个位置叫做远日点 。 行星的公转轨道越扁 ， 则远日点比近日点离太阳远得越多 。 火星的轨道偏心率（为0.09335825）是地外行星中最大的 ， 它的近日点离太阳2.07亿千米 ， 而远日点离太阳2.49 亿千米 ， 相差约1/3 个日地距离！相比而言 ， 地球近日点距太阳1.471 亿千米 ， 远日点距太阳1.521亿千米 ， 差别只有0.05亿千米左右 。 如果冲日时的火星恰好位于近日点附近 ， 那么我们就会看到一颗离地球几乎最近的火星 ， 此时它又大又亮 ， 是观测它的天赐良机 。 这就是火星大冲 。 如果火星冲日时 ， 恰好位于其公转轨道的远日点附近 ， 就称为“火星小冲” 。 其他外行星的轨道偏心率都比火星小 ， 再加上距离遥远得多 ， 大冲、小冲之别就远不如火星这么明显了 。
推荐阅读
- 光明网|寻找最美“爱的故事”：当兵太忙三次推迟婚约，这一次，抗洪回来就娶你！
- 光明网|爱在七夕，情满幸福家
- 光明网|七夕土味情话合辑，只能帮你到这里了……
- 光明网|今日七夕|时光荏苒，幸喜你在
- 光明网|亿万星辰不及你，那些爱情最美的模样
- 光明网|七夕 | 朝暮与年岁共往，与你一同行至天光
- 光明网|航拍8月的那拉提河谷草原
- 光明网|民航局对两家航空公司发出两份熔断指令
- 光明网|网络暴力之下，公正没有容身之地
- 光明网|拿起你的录取通知书，南京这两景点免费游！