水星跟金星離我們這麼近,為什麼金星天天見?水星卻看不見?

2021-01-10 閒來無事聊兩聊

太陽系的行星

太陽系原先分為九大行星,以地球為界分為地內行星和地外行星。地內行星只有水星還有金星,地外行星就是火星,木星,土星,天王星,海王星和冥王星。2006年8月24日下午,在第26屆國際天文聯合會通過決議,由天文學家投票正式將冥王星劃為矮行星,冥王星自行星之列中除名。太陽系就只剩下八大行星了。

冥王星被降為矮行星之前的太陽系

行星在繞著太陽運行時,從地球上觀看行星,會有許多有趣的天文現象。相對來說,地內行星的相對運動更少一點。從地球上來只有上合,下合還有東大距,西大距等幾種現象。地外行星的相對運動現象多一點,本文用不到就不做贅述了。為什麼水星這麼難發現,但是最近金星卻這麼容易發現,每當太陽落山後,就在西天。特別的亮,可以說是天上除了太陽月亮以外最亮的星星了。我們之所以看到金星比較容易是因為金星處在東大距的時候。也就是說這時候金星與太陽離的高度差最大的時候。目前金星的亮度到了最大的-4.8附近,白天肉眼也是可以看見金星的。筆者多次觀測,正午以及下午的時候金星都可以看見。本文不做贅述,以後會介紹如何白天觀測金星。

水星的構成

水星的大氣非常少,主要成分為氦(42%)、鈉(溫度高呈現氣態金屬狀)(42%)和氧(15%),資料來自百度百科,我也很好奇為什麼沒發生化學反應……而且在白天氣溫非常高,平均地表溫度為179℃,最高為427℃,最低為零下173℃,因此水星沒有像金星一樣厚厚的大氣層,不利於反光。因此,從結構上說,沒有金星容易反射太陽光。

如下圖,金星是除了太陽月亮最亮的星星。

金星目前到了東大距的位置

金星的運動狀態,一年之中除了夏天看到了長庚星,還有冬天看到的啟明星以外。金星跟太陽還有上合和下合的現象,這時候從地球的角度看金星和太陽是重合的。根本就無法觀測。每年金星的上合下合現象,都各持續半個月左右。

冬天天亮之前看的的金星叫啟明星

什麼是東大距與西大距

水星的東西大距

東大距跟西大距是地內行星運動的極限狀態,也就是地內行星運行到極限點。也就是地內行星軌道跟地球位置想切的時候。如上圖,金星運行到位置1,位置2,位置3的時候,角1與角2都小於東西大距對應的28度。在這些位置的時候,水星與太陽的高度差,都達不到28度。實際上水星的軌道,每轉一圈它的長軸也略有轉動。長軸的轉動,導致水星東西大距的時候並不是總是28度,有時候也就是18度。因此我們平時說水星的東西大距角度在18到28度之間變動。

金星東大距是指金星在太陽的東面,同時從地球看去,金星與太陽的張角最大。當一顆內側行星在日落後能看見時,它通常是接近東大距,而在日出之前能看見時,則是接近西大距的時候。大距(東大距或西大距)的數值,對水星是在18° 和28°之間;對金星則是在45° 和47°之間。這個數值的變化是因為行星的軌道是橢圓形,而不是完美的圓形的緣故。同樣是內行星,金星和水星有著太多的不同,金星大距較水星大距更容易觀測,但並不如水星大距那麼常見。

太陽跟水星的最大的高度差28度是什麼概念呢?

一周天分為360度,太陽剛好運行一圈,也就是24小時。28度對應多少小時呢?28度除以360度乘以24小時等於1.89小時。不到1.9小時,就是極限位置——東大距的時候,太陽落山後,金星落山的時間。就是說不到兩個小時的時間。也就是說太陽落山之後一個多小時,水星就落山了。那個時候太陽的餘暉還是非常強的,亮到極為耀眼,連金星那麼亮,那個時候都很難被直接發現。更何況不論是大小還是構造都跟金星不是一個數量級的水星。

當然,如果水星長軸變化,導致水星東大距是18度時候,這個時間就變成一小時了。太陽落山一小時過後,水星就落山了。你想像一下,太陽跟水星28度的高度差的時候都難以觀測。18度的時候就更難觀測了,更何況這還僅僅是極限位置,平時的時候,是遠遠小於這個度數的。這也意味著,水星跟太陽基本上同升同落。你想像一下,就跟太陽的小衛星一樣。水星一直伴隨著這麼亮的太陽,就難以看見了。

當然,什麼時候可以較為容易地看見水星呢?大部分是出現了日食或者是水星凌日的時候,出現了這些情況的時候才比較容易觀測到水星。

究其一生都在尋找水星的哥白尼

據傳說,大天文學家哥白尼究其一生都在尋找這顆神秘星體。他臨終前都曾嘆他一生沒有見過水星,這就說明有用肉眼,要想觀測水星是多麼的困難。

哥白尼沒見過水星,最重要原因有兩個:第一,北半球相對於南半球,不適合觀測水星,因為每當水星大距處於其遠日點時,觀測者會發現水星的赤緯總低於太陽赤緯,赤緯相當於天球上的維度,水星的赤緯低說明更加靠近天赤道,由於天軸的傾斜,即使水星到達東西大距28度,但水星幾乎還是和太陽同升同落。第二,地理緯度越高,內地行星越難觀測。緯度高的地區,太陽的晨昏朦影時間特別長,想想極晝極夜,維度高到北極圈,太陽就會發生不升起來或者不落下去的現象。這說明,緯度越高,日出前天明的越早,日落後,天黑得越晚。即日出前或者日落後很久,天空依然明亮,所以不利於水星觀測。

而對於水星而言,可以把它當作太陽的衛星,它伴隨著太陽升起落下。這樣就比較容易理解,為什麼看不到他了。

耀眼的金星

金星為什麼這麼容易觀測

首先就是金星的構成,下面是百度百科上描述的。

有人稱金星是地球的姊妹星,確實,從結構上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公裡,只比地球半徑小300公裡,體積是地球的0.88倍,質量為地球的4/5;平均密度略小於地球。雖說如此,但兩者的環境卻有天壤之別:金星的表面溫度很高,不存在液態水,加上極高的大氣壓力和嚴重缺氧等殘酷的自然條件,金星有極少的可能有生命的存在。由此看來,金星和地球只是一對「貌合神離」的姐妹。金星周圍有濃密的大氣和雲層。只有藉助於射電望遠鏡才能穿過這層大氣,看到金星表面的本來面目。金星大氣中,二氧化碳最多,佔97%以上。時常降落巨大的具有腐蝕性的酸雨。金星表面溫度高達500℃,大氣壓約為地球的90倍(相當於地球900米深海中的壓力)

如上面描述的,金星的濃密的大氣是良好的反光體,這就導致了比較容易看到金星的反光。

其次,金星東大距和西大距的時候,與太陽的高度差可以達到接近47°。47°是什麼概念呢?就是說太陽落山之後金星還要在天上待三到四個小時才會落下去,或者是西大距的時候,金星提前三到四個小時升起來,然後才升太陽。所以說金星是很容易觀測的。

綜上所述,除了特殊時期,比如日全食,水星凌日的時候。水星不易觀察,只有水星東西大距的時候,天氣極為晴朗萬裡無雲。又沒有其他光汙染的傍晚,才有可能看到水星。而且,能夠看到時間極短,每天不過一個小時而已。古代稱水星為"辰星"或"昏星"。它與太陽最大角距不超過28°,由於古代稱30°為一辰,故而得名辰星。

如下圖,可以明顯地看出水星金星距離太陽的遠近,一個緊隨其後,另一個高掛天空。

三星掛天,直觀看出三顆星離太陽的遠近

相關焦點

  • 並不是離太陽越近就越熱,水星就沒有金星熱,金星為什麼這麼熱?
    地球並不是太陽系中離太陽最近的行星,還有兩顆行星比地球距太陽更近,它們就是金星和水星。金星是地球的鄰居,而水星則是距離太陽最近的行星。那麼是不是距離太陽越近就越熱呢?如果是這樣,那麼水星一定是太陽系中表面溫度最高的行星,然而事實上並不是這樣,水星的平均溫度遠沒有金星高。
  • 金星已經被太陽烤乾,而水星離太陽更近,卻為何還存在千億噸冰?
    在火星以前,人類一直以為金星是一顆與地球高度相似的行星,但是隨著人類的探測器到達金星後,才發現原來事實與想像恰恰相反。因為金星上的環境與地球完全是兩個極端,它的地表溫度高達500攝氏度,在這種環境下,整個金星可能連一滴水都看不到!
  • 金星早就被太陽烤乾了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰?
    其實「罪魁禍首」就是太陽,太陽自從誕生以後就一直在變亮,其輻射出的能量也隨之逐步增加,隨著這個過程的持續,金星就慢慢地被太陽烤乾了。 我們都知道,在太陽系的8大行星中,水星距離太陽最近,因此我們不難想像,水星被太陽炙烤的程度會比金星更高,所以水星也應該早就被太陽烤乾了。
  • 八大行星中,離太陽越進溫度就越高,為什麼水星、金星例外?
    但我們也能在這些數據中發現水星和金星的溫度似乎是反了過來。這是為什麼呢?這種現象的出現,和大氣層是有很大的關係的。生活在地球中的我們知道,行星中的大氣層是具有一定的調控溫度的作用。在白天時它能夠削弱一定的太陽輻射,降低一些白天溫度;而到了夜晚通過大氣的保溫作用,使得夜晚的溫度下降得到控制。而水星卻並不存在大氣層。
  • 金星和水星為什麼沒有自己的衛星?
    八大行星中地球的衛星是月亮,火星則有兩顆衛星,木星和土星多到難以統計,天王星海王星甚至被降級的矮行星冥王星都有自己的衛星,但唯獨金星和水星兩個卻沒有衛星,這是什麼原因造成的?木星的衛星,數量高達79顆,而且木衛三甚至比水星還要大一些(土衛六也比水星要大)!
  • 水星比金星離太陽更近,卻比金星更冷,它上面缺了個「保溫棚」
    太陽系八大行星中,水星是最靠近太陽的星球,距離太陽最近的時候只有4600萬公裡,最遠的時候也只有5900萬公裡,然而最熱的星球卻不是水星,而是距離太陽第二近的金星,金星距離太陽最近的時候約1.075億公裡,最遠的時候約1.09億公裡,可以說比水星遠很多,那麼為什麼最熱的星球不是水星而是金星呢?
  • 太陽光這麼強,古人是怎麼觀測到水星、金星和火星的?
    古人為何能觀測到水星、金星和火星?因為太陽系的各大天體運行並不完全同步;運行軌道也存在傾角,而非在一個絕對平面上,所以從地球看去,其他行星相對於太陽的位置是會發生變化的,水星、金星和火星自然也不會永遠湮沒在陽光中。
  • 金星早已被太陽烤乾,水星距離太陽更近,為什麼還有千億噸冰?
    金星和水星都是都是內行星,但它們的境遇卻完全不一樣,金星是一顆和地球大小相差無幾的行星,但條件卻是地獄和天堂的差別,金星高溫465℃,金屬鋅都能融化的溫度,水星距離更近,表面溫度卻只有430℃,但非常詭異的是,如此高溫的水星上還存在千億噸冰!
  • 為什麼水星和金星沒有「月亮」(衛星)?
    圖片:這張色彩斑斕的水星圖是由信使號水星探測器執行的色彩底圖圖像採集任務所得的圖片製成的。這些顏色並不是水星呈現於人眼的樣子,而是為了凸顯行星表面巖石的化學、礦物學和物理學差異所作的顏色。圖片來源:NASA,約翰霍普金斯大學應用物理實驗室,華盛頓卡耐基研究所。水星和金星之所以沒有自己的衛星,是因為它們太靠近太陽了。
  • 水星距離太陽最近,金星第二,為何金星表面比水星還熱?
    在8顆行星中,距離太陽最近的是水星,其次是金星。作為太陽系唯一的熱源,太陽通過核反應,向周圍的宇宙空間提供熱量,給行星們加溫。按理說,離太陽最近的水星,應該是最熱的行星,金星次之。可是,事實卻並不是這樣的,根據科學家的探索,水星的表面最高溫度大約在427℃,這雖然很驚人,但是和金星表面的485℃相比,就有點小巫見大巫了。
  • 水星離太陽最近,為什麼水星上依然有水?
    起初的水星是一顆不為人知的星球其實在整個太陽系統中,水星一開始是一顆最不為人知的行星。因為水星離太陽很近,我們無法用望遠鏡在良好的條件下看到它,如果我們直接用望遠鏡直接對準水星,太陽強烈的光線會破壞望遠鏡的光學系統!也正是因為這個原因,哈勃從未拍攝過水星的圖像。如果我們等到太陽落山之後去看水星,水星還是那麼小,那麼遙遠,地面上的望遠鏡幾乎無法分辨水星表面的特徵。
  • 離太陽較遠的金星早已被烤乾,而水星那麼近,為啥能有大量的冰?
    對於金星,相信大家肯定是不會陌生了,早在上世紀60年代的時候,人類就已經把目光投向了這顆號稱地球姐妹的星球。事實上,由於當時科技水平的限制,所以人們對這顆與地球高度相似的星球非常期待!因為如果從地球上觀測的數據來看,金星不僅質量與地球相似,就連地貌也和地球相差不大,所以,當時有很多人都認為在這種環境下,金星很有可能孕育出生命!於是當時的人們向金星發射了大量的探測器和衛星。可是,當這些探測器到達金星之後,人們才發現,金星的情況和想像中的完全不一樣。
  • 水星和金星如何引導我們在系外行星上尋找外星生命
    揮發性的本質從理論上講,水星表面的大部分揮發性元素應該已經蒸發掉了,因為它離太陽很近。德克薩斯州月球與行星研究所的凱薩琳·范德·卡登說:「在我們到達水星之前,我們有一個想法,那就是水星上的揮發性元素應該被耗盡。」「然後我們到達那裡,我們意識到表面有很多這樣的揮發物。」在一個沒有液態水和很少有氣候的星球上,這些揮發物在塑造水星的表面特徵方面扮演著關鍵角色。
  • 金星因為離太陽近,「水」早已經被烤乾,為何水星卻還存在大量冰
    而金星原本被稱為地球的「姊妹行星」,卻一夜之間被人類疏遠了,儘管在這之前,人類對金星也不抱有期望,但火星勝過金星,想必金星也不能接受。也不能怪人類疏遠金星,畢竟金星是一顆被溫室效應氣體充斥的星球,溫度高達四五百攝氏度,根本不適合人類的生存棲居。
  • 同樣是太陽的近鄰,金星早就被烤乾了,為何水星不受影響?
    同樣是太陽的近鄰,金星早就被烤乾了,為何水星不受影響?為了尋找一顆與地球高度相似的星體,科學家們大費周章,最後也沒有得到一個很好的結果。說起金星,它曾被認為是地球的姊妹行星,在科技力量的幫助下,人類通過探測器抵達金星後,卻大失所望,金星的環境與想像中的環境截然相反,不僅沒有液態水,環境極度惡劣,表面溫度達到500攝氏度,即便有生物生存在此,早就被化為灰燼了。很多人都感到奇怪,按理說金星不該是這副樣貌,為什麼會變成這樣呢?太陽是影響金星的來源通過一番研究,科學家們終於找到罪魁禍首,那就是太陽。
  • 圖片看宇宙;太陽、水星、金星及地球的罕見大圖
    (衛星最少的行星。)(衛星最少的行星,數目為零;金星的衛星也為零;水星是公轉軌道最快的行星。)(「信使號」所拍攝的水星表面:水星是表面溫差最大的行星:水星大氣極為稀薄,加之離太陽極近,朝向太陽的一面受到太陽的炙烤,赤道地區溫度可達430℃;背向太陽的一面則可降至-170℃,溫差高達600℃,為太陽系之最。)三,金星。金星是離太陽第二近的行星,其軌道位於地球與水星之間。
  • 是什麼原因造成水星和金星沒有衛星,而地球卻有月球呢?
    水星和金星自己實力太弱水星和金星沒有衛星,有一部分原因是他們的「實力」太弱了。水星和金星的質量太小了,作為小質量行星,水星和金星產生的自身引力太過微小了,幾乎不能靠自身的引力,捕捉一些隕石來聚合成衛星。
  • 為什麼太陽系中最熱的行星不是最近的水星,而是更遠的金星?
    眾所周知,我們的太陽系大家庭中有八大行星,幾十億年來往復循環繞著太陽轉,其中離太陽最近的就是水星。我們也知道,恆星太陽是個巨大的火球,表面溫度達到了5600攝氏度。它時時刻刻地在往外部散發著大量光和熱,整個太陽系也只有太陽一個發光發熱的天體。
  • 既然我們能登陸火星和金星,為何不登陸水星?
    因為水星它沒有大氣層,也不像金星那樣被均勻地炙烤,它可以說是一個有趣的探險地點。它可以為太陽系的形成和行星的形成提供一些非常有用和有意義的答案。  也就是說,它離太陽足夠近。它有一個中等到高的偏心,這意味著它的遠日點和近日點是非常不同的。要將其深深插入太陽引力井所需的速度,以及水星的軌道,使得地球上的匹配方法變得非常棘手。
  • 水星逆回水瓶座,金星進入金牛座
    本周水星將逆回水瓶座,金星也來到金牛座。本周開始全民狀態將會「降溫」。之前一些不理智,上頭的舉動,比如到處出去亂晃亂逛的情況將改善,我們的心智逐漸沉穩下來,上面也可能管理的更加嚴格。