【26個月一遇的火星衝日,是從地球上觀測火星的最佳時期】
2020年10月14日,是26個月一遇的火星衝日。火星衝日是一種常見的天文現象,每當天空中火星和太陽分處地球的兩側,太陽、地球、火星在一條直線上就會出現。火星衝日前後,太陽剛一下山,火星就從東方的天空升起。火星剛從西方的天空落下,太陽就升起來了。在深夜的時候,火星在頭頂上方。相當於整夜都可以看到火星。
火星衝日的時候,是從地球上觀測火星的最佳時期。
在航天時代以前,每逢火星衝日,全世界的天文學家都會把望遠鏡對準火星。1610年,伽利略把望遠鏡第一次對準了火星,但他的望遠鏡實在是太簡陋了,似乎沒有證據說明他發現了什麼。
1659年,惠更斯通過望遠鏡觀測,得到了火星的自轉周期。
1666年,卡西尼在義大利觀測火星,繪製了火星地圖。
1877年,美國人阿薩夫·霍爾發現了火星的兩顆小衛星,他用戰神的兩位隨從——福波斯和戴摩斯命名之。同年,義大利人斯基亞帕雷利把他看到的火星地貌,用直線畫成了蛛網狀。這些直線後來被誤讀為人工建造的運河。
18-19世紀的火星衝日,天文學家藉助望遠鏡,發現了火星上明暗相間的特徵,看到了水手大峽谷和太陽系最高的火山,還看到了南極的極冠。根據火星表面明暗標誌出現的間隔,得到了火星的自轉周期是24小時37分鐘。在《火星全書》中,展示瞭望遠鏡發明以來各個時代的天文學家繪製的火星地圖。
1894年,美國富商羅威尓建立私人天文臺,以尋找火星運河、火星農業和火星人。《火星紀事》《紅色星球》《火星沙》等一系列科幻小說,又把對火星的關注從科學視角,轉移到文化和社會視角。
然而,從地球上觀測火星還是太遠了。進入航天時代以來,火星探測器可以飛到它的附近,甚至著陸下去。這時候,火星衝日的科學價值就削弱了,現代人對火星的認識,絕大部分已經與天文望遠鏡無關,主要得益於火星探測器得到的結果,這是現在和古代不一樣的一點。
2020年7-8月,是火星探測器集中發射的時間段。火星探測器發射的時候,不是火星衝日的時候,這點必須要說清楚。火星探測器發射的時候,並不是地球和火星兩者距離最近的時候。因為火星在往前走,地球也在往前走,如果兩者距離最近的時候發射過去,火星顯然已經跑掉了。所以,火星探測器是在火星衝日之前的2-3個月發射的。探測器從地球上發射的時候,要求火星在地球的前方44度。發射之後,沿著一條拋物線飛過去,這條拋物線叫霍曼轉移軌道,是從地球去火星最節省燃料的軌道。
作為普通人,我們在地球上該如何觀測火星,又能觀測到什麼呢?首先,整個10月,火星都是整個天空中最亮的那顆星,而且長時間可見。其次,通過普通的天文望遠鏡,我們可以看到火星的紅色表面、明暗變化,甚至還能看到白色的極冠。運氣好的話,努努力還能識別出長達4000公裡的水手大峽谷和高達22000千米高的奧林匹斯山。
【夜觀火星之外,10月的清晨還會有「金星合月」的美麗景象】
除了夜觀火星,10月初,在太陽升起前的凌晨,天空中還會出現金星合月的天文現象。
10月12日清晨,太陽升起之前,在北京昌平區的禾子澗村。早上六點,我看到東方的地平線上升起一彎細小的月牙。月牙的附近,有一顆亮如明珠的星星,那就是金星。金星和月亮相依相伴,交相輝映,猶如星月童話,成就了一道美麗的風景。
為什麼會出現金星合月的現象呢?這是因為,每年有很多次,太陽系的各大行星會與月亮運行到同一黃經上。此時,這些行星看起來離月亮很近,這種天文現象稱為「合」。除了金星合月,還會出現水星合月、土星合月、木星合月等。作為距離地球最近、光度最亮的行星,金星在中國古代被稱為「太白」。在行星合月中,金星合月最具觀賞性。
這些行星真的靠近月亮了嗎?其實並沒有,以金星合月為例,我們知道,月亮繞著地球轉,地球帶著月亮一起,在第三條軌道上圍繞太陽轉。金星作為一顆行星,在第二條繞著太陽轉。金星和月亮各有不同的軌道。所謂的金星合月,實際上兩者根本就沒有合在一起。如果在太陽系上方,換一個角度去看,你會發現,兩個星球之間的距離至少幾千萬公裡。只是從地球上看過去,它們看起來挨得很近而已。
【夜空中的天象數不勝數,等你來觀測哦!】
很多人在介紹天文現象時,經常會用多少年一遇說明它的罕見性。早晨可觀賞金星合月,夜晚可觀賞「超亮」火星,這兩種天文現象同時出現,是否也是難得一遇的呢?在我看來,金星合月、火星衝日都是常見的天文現象,夜空中每天都會出現各種天文現象,不用太多想。
如果由於天氣原因,你錯過了火星衝日和金星合月這兩大天文現象,也不必扼腕嘆息。因為經過一個月的周期,金星合月還會再次出現。11月中旬,我們還會看到月亮與金星在天空中相遇。區別只是在於月相的形狀發生了微小的變化。
至於「超亮」火星的觀測,更是不限於火星衝日這一天,整個10月都是從地球上觀測火星的好時機。只要天氣晴好,夜幕降臨後,你面向東方,就會看到地平線上升起來一顆亮星,就像一塊紅色寶石,鑲嵌在夜色的天幕之上,熠熠生輝,美豔無比。
10月下旬,紅葉遍山的時候,我們還可以觀賞到獵戶座流星雨。當然,你也不必擔心流星雨會砸到你。這是因為哈雷彗星前幾次光臨地球附近時,被太陽輻射加熱,留下了一個巨大的塵埃團。地球繞著太陽轉的時候,每年都會穿越這團塵埃,地球上的人們就可以看到壯觀的流星雨了。這些塵埃都很小,在穿過地球大氣層時早就被燒完了。
【火星衝日、水逆、星座都是常見的天文現象,科學不信邪!】
在神話中,金星被視為美神和愛神。但科學探測的結果發現,金星卻是一個「狂暴」的星球。不久前,科學家在金星上發現磷化氫,大家對金星上有沒有生命非常感興趣,使得觀測金星成為熱點。實際上,金星的環境很惡劣。即便可能有微生物,也只可能在幾十公裡的高空中。由於有濃密的大氣層,相機無法拍到金星表明的照片,只能通過雷達來探測。
在古代,人們把火星當做一個不吉利的象徵,因為它顏色是紅色的。在神話中被視為戰神,代表著戰爭、血腥和災難。但是,科學的探測結果發現,火星上曾經有江河湖海和濃密的大氣層,它的氣候曾經溫暖溼潤,很適合生命的發育。即便現在的環境已經惡化成為一個荒漠行星,仍然是太陽系中除地球外最宜居的行星。今年7月,中國發射了天問一號火星探測器,美國和阿聯也各自發射了探測器,火星早已成為深空探測的焦點。
中國人把火星叫「熒惑」。「熒」是火光的意思,說明它是紅色的。「惑」是疑惑的意思,這又是為什麼呢?
這是因為,火星和地球都繞著太陽轉,它們有時候在太陽的同一側,有時候位於太陽的兩側,兩者之間的距離會出現大幅度的變化,最近的時候有5500萬公裡,來自火星的光線(實際上是反射的太陽光)3-4分鐘就到達地球被我們看到。最遠的時候達4億公裡,來自火星的光線要20多分鐘才能被我們看到。正是因為這個原因,使火星的亮度有很大的變化,我們看到的火星時隱時現。
有說法認為,火星衝日和個人運勢有關係,這是沒有任何道理的。因為火星是太陽系的第四顆行星,地球是第三顆行星。火星衝日時,這兩顆行星在太陽的同一邊,都朝向太陽的方向,是經常出現的。
如果長期觀測火星,就會發現火星在天空中的軌跡有時候會出現逆行。大多數時候往前走(順行),有時停住不走了(留)。接著,開始後退(逆行),退了一段又往前走了。但是,這是我們從地球上看事物的直覺,但這個直覺並不符合客觀事實。火星和地球一樣,都是繞著太陽逆時針公轉的。從太陽系上方看,火星沒有逆行過,水星也沒有逆行過。雖然它們到地球的距離有時遠、有時近。但我們在地球上的生活主要受太陽的影響,其他行星的引力、輻射對我們基本沒有影響。
總之,火星衝日、水逆、星座這些都是常見的天文現象,與國家和個人的命運沒有任何關係。科學與其他學問之間最重要的區別在實事求是。只要有足夠的證據能推翻現有的理論,科學界會毫不猶豫、立即接受。