天象預告｜火星衝日、金星合月，下周星空好戲上場

2020-10-11 北京市科學技術研究院

小夥伴們，下周大家可以關注出現在10月14日的火星衝日和金星合月的天象。在今天的內容中，北京天文館天文專家寇文老師，將向小夥伴們詳細講解這兩場「星空好戲」。

金星合月

10月14日清晨，早起的人們可以在東方天空中看到一輪彎彎的月亮出現在明亮的金星的左上方，這兩個天上最亮的天體相距只有4度多。金星的亮度為-4.1等，月亮亮度-6.2等，它們都位於獅子座，是觀測和拍攝它們合影的好機會。

10月14日凌晨，金星合月示意圖 圖源：星圖軟體

火星衝日

下周最值得關注的天象是火星衝日，這個天象平均每兩年零兩個月才會發生一次，衝日前後明亮的火星整夜可見，是觀測它的最佳時間。這段時間，天黑後不久，我們可以在東方天空中看到一顆明亮耀眼、發出紅色光芒的星星，這就是火星。火星衝日期間位於雙魚座，周圍沒有什麼亮星。一些天文愛好者早把天文望遠鏡對準它，或者目視或者拍攝，欣賞起了白色的極冠、大流沙等火星風貌。

火星衝日是指地球運行到火星和太陽之間，火星與太陽在天空中相差180度的天象。這時，火星和太陽分別位於地球的兩邊。太陽剛一落山，火星就從東方升起，到午夜時分，火星位於正南方，地平高度最高。

10月14日晚8點左右火星位置示意圖 圖源：星圖軟體

而等到早晨太陽從東方升起時，火星在西方落下，因此整夜都可以看到火星。火星衝日時，火星離地球較近，它的亮度最亮，望遠鏡中看起來的個頭也較大，是觀測火星的最佳時間段。

衝日是在地球軌道之外運行的行星才會出現的現象。火星是我們地球的近鄰，它在地球軌道之外，從太陽那裡往外數，它是第四顆大行星。肉眼看上去，火星是一顆引人注目的火紅色的星星。

由於火星和地球都在各自的軌道上繞太陽旋轉，他們之間的距離總在不斷的變化，使得我們看到的火星亮度也在不斷的變化。遠離地球的時候，火星亮度較暗，最暗時的亮度只有1.5等；和地球距離較近的時候，亮度很亮，最亮能夠達到-2.9等以上，超過木星的亮度，僅次於金星，成為天上第二亮的星。

火星 圖源：NASA

火星繞太陽運行的公轉軌道是相對比較扁的一個橢圓，火星在離太陽最近，也就是在它過近日點的時候，距離太陽大約兩億零七百萬公裡，而在遠日點的時候距離為兩億4900多萬公裡，差了4200多萬公裡。火星在軌道上繞太陽旋轉一周，需要687個地球日，自轉周期為24小時37分多，比地球上的一晝夜長了40分鐘多一點。由於火星赤道面和軌道面的交角為23度59分，和地球很類似，所以火星上也有四季變化，不過火星上的每一個季節都比地球上的長一倍左右的時間。

火星衝日有一個顯著的特點，每次衝日，它和地球的距離差別較大，造成我們看到的火星亮度和大小也不一樣。火星和地球近距離的衝日難得一遇，因此還有火星大衝的說法，這是怎麼回事呢？

火星大衝

這是由於火星和地球軌道特點的不同造成的。行星軌道都是橢圓，但橢圓的程度並不一樣，火星軌道相對來說橢圓的程度更厲害一些，而地球更接近圓形。這樣當火星在近日點附近發生衝日時，和地球的距離就比較近，最近時可以達到5600萬公裡左右；而在遠日點附近衝日的時候，距離地球就比較遠，最遠可以在上億公裡以上。兩者距離相差了四千多萬公裡。

大家都知道，天體距離我們越近，看起來就會越大，看得也越清楚，同樣是衝日，一般來說，人們肯定會首選在近距離衝日時觀測火星。

火星表面 圖源：NASA

火星在近日點附近發生衝日稱作火星大衝，15年到17年才會出現一次。此時由於和地球的距離很近，火星的亮度就非常亮，在望遠鏡中看起來，個頭也相對很大。天文上把行星看起來的大小叫做視直徑，用角秒來表示。大衝期間，火星的視直徑可以達到24角秒，極端的時候甚至可以超過25角秒。這個數字如果和木星比實際上並不算大，木星的視直徑一般都在40角秒上下，衝日期間更是能接近50角秒。但對火星來說，這已經是它所能達到的極限了，而且也就能維持在大衝前後很短的一段時間內，機會非常難得。

上次火星衝日發生在2018年7月27日，就是一次大衝。當時，火星距離地球只有5700萬公裡，亮度最亮達到-2.8等，視直徑最大達到24.3角秒。今年這次衝日火星離我們的距離稍遠了一些，最近距離大約6200多萬公裡，火星能達到的最大亮度為-2.6等，視直徑最大能到22角秒以上。算是一次很不錯的衝日了。

本次衝日過後，接下來的幾次衝日火星到地球的距離一次比一次遠。下一次火星衝日要到2022年12月8日才會出現，屆時火星最大亮度只有-1.9等，而視直徑才17角秒。觀測效果遠不如今年這次衝日。2027年2月20日那次火星衝日達到了極致，火星到我們的距離超過1億公裡，亮度最大只有-1.2等，比最亮的恆星天狼星還要暗一些，視直徑只有13.8角秒，幾乎比火星大衝時小了一半。是一次名副其實的火星小衝。

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