发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

编号第18号小行星司曲星(18 Melpomene)将在2019/7/2晚20:00通过冲的位置,即以地球为中心,司曲星和太阳分别位在地球两侧,赤经相差180度的位置,这是司曲星距离地球比较近而显得比较亮的时候,亮度达+9.2等,需以口径约8-10公分以上的望远镜或配合天文摄影方式来观察。此时的司曲星位在盾牌座方向,接近盾牌座Alpha星和M26疏散星团,整晚可以观察。但因为此处是在恒星众多的银河内,建议每隔一段时间拍摄一张影像,在连续拍摄的图像中寻找会移动的天体,比较容易找到这颗小行星的踪迹。

司曲星位在火星和木星之间的主小行星带里,绕太阳一周约3.48年,自转一周则约11.6小时。属于所谓的S型石质小行星,直径约150公里左右。1978年12月11日透过司曲星掩恒星SAO 114159的过程中,发现它有一颗卫星,暂时编号为S/1978(18)1,但后来透过地面大型望远镜和哈伯太空望远镜观测,都不再发现有这颗卫星的踪迹。

英国天文学家欣德(John Russell Hind)于165年前的1852年6月24日发现这颗小行星,这是他发现的10颗小行星中的第5颗。Melpomene之名来自希腊神话故事中缪斯女神(Muse)中专司悲剧的墨尔波墨涅(Melpomene);在古希腊语中,Melpomene有着「歌唱者」或「声音甜美的」之意。

2019/7/2晚20:00,司曲星所在位置示意图。

2019/7/2晚20:00,司曲星所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

2019/6/10的23:28是今年的木星「冲」,即以地球为中心,木星和太阳分别在地球两侧、赤经相差180度的位置,这是一年中木星离地球最近,看起来最大、最亮的时候,「冲」的前后几周都是观察木星的好时机。

近期的木星位在蛇夫座脚部,冲时亮度达-2.6等,距离约4.28AU,视直径46角秒,相当于满月直径的2.4%,若将木星和月亮放在天空中一起比较,大约就是一颗软式棒球和一粒芝麻的大小比例。所以傍晚入夜后在东南方天空所见最明亮的白色星点就是木星;子夜前后在南方,是仰角最高;天亮前移至西南方低空,整夜可见。

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2019/6/10晚21:00,木星所在位置,以及望远镜中所见木星与伽利略四大卫星相对位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

木星是太阳系最大的行星,表面具有斑斓多彩的美丽条纹,还有明显易见的伽利略四大卫星,条件许可时还可见如瞳铃眼一样的大红斑,是最适合用望远镜观察的星体之一。最近的木星更因为大红斑附近的暗带发生变化而倍受全球天文爱好者的瞩目(请参见2019-05-23天文新知 观测通知:木星的大红斑被「剥开」了)。6/10当晚大红斑约在23:00左右从木星边缘转出来,可一直观看到6/11凌晨天亮前。

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王文益先生于2017/4/17拍摄之木星影像。王文益先生授权台北天文馆使用。

台北天文馆特别自6月8日开始的6月每周六(6/8、6/15、6/22、6/29)晚间19时至21时开放第二观测室,让大家透过高倍率的专业天文望远镜仔细观赏这颗美丽的行星,机会难得千万别错过!

何谓「冲」?

「冲」是指以地球为中心,地球轨道以外的天体和太阳分别位在地球两侧、相差180度之处,通常是一年中,地球轨道以外天体最接近地球、最大、最亮且整夜可见的年度最佳观测位置。其中,地球轨道以外的天体,包含火木土天海等行星,以及小行星和彗星等太阳系小天体。(编辑/台北天文馆张桂兰)

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外行星与地球相对位置示意动画。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  2019年初,国外天文观测者观测到木星的赤道云带(EZ)正发生罕见的颜色置换事件,原本白色的云带变成棕色。而现在南赤道云带(SEB)与大红斑的不寻常互动,又再度引发话题!

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南非观测者Clyde Foster于2019年5月20日23:16 UT以14寸望远镜所拍摄的木星图像。

  过去大红斑的周围都是白色的云带,使得大红斑被衬托得相当明显。如今,一条深色的螺旋云带从大红斑中延伸出来,好像大红斑被「剥开」一样。这些延伸出的螺旋云带长度可达一万多公里,大约每周都会有这样的螺旋云带从大红斑的西边「剥落」并逐渐在SEB中消散。

  若以890奈米的近红外光进行观测,由于甲烷会吸收近红外线导致含有甲烷的高层大气变暗,但在大红斑内强烈的气流会清除内部的甲烷,因此在890奈米的近红外光图像中反而被衬托出来。一般业余观测者以目视观测,可以用蓝色滤光片让大红斑与螺旋云带变得较为明显。

  这样的「剥离事件」在过去相当罕见,近年才开始变得频繁,而最近又变得相当明显。由于2019年6月10日即将发生木星冲,是一年中最适合观测木星的时间,因此BAA和ALPO等国际组织向全世界征求观测图像,好让科学家能更了解大红斑究竟发生了什么事。(台北天文馆王彦翔/编译)

注:关于大红斑转到木星正面的观测时间,可以点选这里进行计算。

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资料来源:Sky & Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 可拍照 ★★

  矮行星中唯一位在火星与木星之间的主小行星带里的谷神星,同时为1号小行星(1 Ceres),于北京时间5月29日的06:36通过「冲」的位置,即以地球为中心,太阳和谷神星位在地球两侧、赤经经度相差180度的位置。此时是谷神星1年多以来最接近地球(距离约1.752AU)且最明亮的时间,此时的木星也在附近,可将它们一同捕捉于底片中。

  谷神星冲的十天以内位于天秤座东方,天蝎座北端,其亮度达+7.0等,整晚可见,约18:21从东偏南方地平线升起,23:51过中天(正南方仰角约47度) ,隔天05:19从西偏南方西沉。在午夜前后,仰角比较高,大气扰动较小,观察条件比较好。

  以双筒望远镜或口径约5-10公分的望远镜即可观察,不过建议可以利用天文摄影记录这颗天体的位置变化。

谷神星的相对位置,红框内放大图在下方。(点图可放大至原始尺寸)

谷神星与其它星的相对位置,此图为上图的红框放大图,由Stellarium产生。(点图可放大至原始尺寸)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

第11号小行星海妖星(11 Parthenope)将在2019年5月15日的0:48到达冲的位置,即以地球为中心,海妖星和太阳分别位在地球两侧、赤经经度相差180度的位置。此时的海妖星位于天秤座中,邻近另一颗小行星花神星,距离地球约1.419AU,亮度+9.5等,必须使用口径8-10公分以上的望远镜,或是隔一阵子拍摄一张影像,加以比对找出移动的天体后,才易观察到这颗小行星。

2019/5/15凌晨0:48,海妖星冲时所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

海妖星位于火星与木星之间的小行星主带里,是主带内比较大且较明亮的小行星之一,直径约150公里,根据光度变化曲线而测定的自转周期约为13.7小时,按照其组成成分则为由矽酸铁或矽酸镁组成的S型小行星(S-type asteroids或silicaceous asteroids)。

其名来自希腊神话故事中其中一个赛莲海妖(Siren)的名字;这些居住在西西里岛附近岛屿上人头鸟身的海妖,会用天籁般的歌喉勾引行经邻近水域船只上的水手,常使船只触礁沉没。所以海妖星在1852年时就拥有了一个很有趣的天文符号,就是取赛莲海妖的外貌而来。

海妖星是1850年5月11日由意大利天文学家Annibale de Gasparis发现;这是de Gasparis发现的第2颗小行星,第一颗是鼎鼎大名的10号小行星健神星(10 Hygiea),于1849年4月12日发现。这些在19世纪发现的最早一批的小行星,曾一度被列入太阳系名单内;但小行星发现的数量在1845-1851年间快速增加,后来在1854年,这些位于火星与木星之间的小行星们便被踢出行星家族,另外归类到新成立的小行星家族了。相同的境遇,发生在2006年冥王星被从行星家族「移拨」到矮行星家族的事件,关于冥王星是否为行星的争议仍在余波荡漾中,小行星的争议却早已尘埃落定。(编辑/台北天文馆张桂兰)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  第532号小行星大力神星(532 Herculina)将在2019/2/5的12:48通过冲的位置,即以地球为中心,太阳和大力神星位在地球两侧、相差180度的位置,也是大力神星比较接近地球、亮度比较亮的时候。此时的大力神星位于狮子座镰刀形头部到天猫座之间,距离地球约1.422AU,亮度约+8.9等,需使用口径8-10公分以上的望远镜观察,或是利用天文摄影方式纪录。大力神星冲时几乎整夜可见,冲前后数周都适合观察这个天体,但午夜前后仰角比较高,大气扰动比较少,观察条件比较好。

  大力神星位在火星和木星之间的主小行星带内,绕太阳一周约4.61年。1904年4月20日由德国天文学家沃夫(Max Wolf)利用德国海德堡王座山天文台(Heidelberg-Königstuhl State Observatory)望远镜,以照相方式发现的。它的大小平均约220公里,是木星轨道以内第18大的小行星,但外型像个被压扁的长方体,有研究学者戏称它长得像是烤面包机一样。天文学家透过它的光变曲线测定出的自转周期约为9.4个小时。

  大力神星最有名的“事迹”就是在1978年时透过掩星的方式,认为大力神星有一颗直径约45公里的卫星,距离大力神星约1,000公里远。这是天文史上第一个发现的小行星卫星。然而让人不解的是,天文学家于1993年利用哈勃太空望远镜拍摄大力神星的影像,却全然找不到这颗卫星的踪迹,成为历史悬案。

  大力神星英文Herculina的名称来源,有人认为是来自罗马神话故事中的大力士海克利斯(Hercules);但也有说法认为当时沃夫的习惯是以歌剧中的女高音角色来命名,然而已知的歌剧中并没有Herculina为名的人物,所以Herculina也可能是某位女性的名字。

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2019/1/21-2/24晚上21:00,大力神星(532 Herculina)所在位置示意图。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  3号小行星婚神星(3 Juno)于2018/11/18的5:39到达「冲」的位置,即地球在中间,太阳和婚神星分别位于地球两侧、赤经经度相差180度的位置。此时婚神星距离地球约1.036195343,亮度7.4等,这是婚神星能达到的最大亮度,下次要再达到这么亮的程度,需等到2031/10/27了。

  婚神星在11/18前后几天都整晚可见,最佳观察时间是在20:00以后至隔日凌晨4:00左右的这段时间,小行星仰角比较高,大气扰动的影响较小。因为亮度不够高,必须使用口径8-10公分以上的望远镜,比较容易观察到这颗小行星,或是可以用天文摄影的方式拍摄特定区域,在画面中寻找在一段时间内位置会逐渐移动的天体,比较容易观察到它。

  婚神星发现于1804年,发现者是德国天文学家Karl Ludwig Harding,直径约260公里,自转周期约7.2小时,位在火星与木星之间的小行星主带。是1801~1807年最早发现的四大小行星之一,而且是四大小行星中最小与最暗的,外形也不若另外三颗小行星那么圆。1号小行星谷神星(1 Ceres)于2006年被改归类为矮行星,四大小行星之称不再,但另外三颗小行星也都被列在矮行星的候选名单中,或许它们会在矮行星家族中重逢。

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  狮子座流星雨(Leonids,LEO)一般活动时间在11/6~11/30之间,今年的极大时间预计在北京时间11/18的早晨6:30,平均天顶每时出现率ZHR约15颗。

  这群流星雨的流星速度是所有流星雨中最快的,达每秒71公里,平均亮度中等,约2~3等左右。辐射点约在23时左右从东方升起,又适逢月亮约凌晨1时西沉,因此建议可从不受月亮光害的午夜过后一直看到隔日的天亮之前。

  不过,ZHR~15是在完全无光害且辐射点在天顶的状况下的最佳估计值,一般在台湾地区2000公尺以上高山环境下,ZHR大约要打7-8折;乡下少光害的地区仅有3-4折,光害大一点的地方仅余1-2折;像台北市这样的大都会地区,大概只剩下0.5折以下。所以观赏流星雨一定要避开光害,且选择视野开阔的地方,能看到的流星数量才能多一点点。

  观赏流星雨不需要任何特殊装备,仅需以肉眼观赏即可。简单的科学记录可以从「计数」做起,约每半小时记录一笔;或是可使用可长时间曝光的相机或录影设备,以三脚架固定后进行拍摄。

  这群流星雨的母彗星是第55号周期彗星谭普-塔托彗星(55P/Tempel-Tuttle)。由于其公转周期长达33年,上一次回归是在1998年,所以今年并不会有爆发或增加的状况出现。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  八大行星中离太阳最远的海王星将在2018/9/8凌晨2:27到达冲的位置,即以地球为中心,太阳和海王星分别位于地球两侧、赤经经度相差180度的地方。这是一年中海王星的最佳观测时机,因为海王星此时最接近地球、视直径最大、亮度最亮,且整夜可见。

  本次海王星冲时,距离地球约28.93AU,亮度+7.8等,位于宝瓶座,整夜可见,不过在晚间20:00至凌晨3:50期间的仰角高度在20度以上,比较适合观察这颗亮度不高的行星。建议以口径5~8公分以上的望远镜协助观察,可见到这颗蓝色调的行星,可是它的视直径仅2.4角秒,在一般望远镜视野裡的盘面很小,接近点状,但又比点状稍微「肥」一点,要小心与其他背景恒星分辨。最好的方式是对着同一视野连续拍摄一段时间,其中会移动的天体,很可能就是海王星啰!

  不过第27号小行星司箫星也恰在9/6冲,就在海王星附近,在影像中怎么分辨谁是谁呢?很简单,因为小行星比海王星的距离还近,在天空中移动的位置相对海王星来说比较大,所以只要看谁的移动距离比较大,就很可能是司箫星,移动距离较小的是海王星。

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2018/9/8凌晨2:27,海王星冲时所在位置示意图。


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2016/9/3台北天文馆/胡佳伶拍摄的冲时的海王星影像,可明显看到它呈现蓝色色调。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  2018/9/6凌晨0:48,第27号小行星司箫星(27 Euterpe)通过冲的位置,距离地球约1.401AU,位于宝瓶座方向,整晚可见,但因位置比较偏南,较佳观察时间是午夜前后。亮度仅约+9.8等,需使用口径8~10公分以上的望远镜或配合天文摄影方式才比较容易找到它的踪迹。小行星在天空中移动的速度比行星快,行星又比一般恒星快,所以每隔一段时间对着同一天区拍摄,从中寻找移动天体,就可以找到这些小行星。本次司箫星时,恰在+7.8等的海王星附近不远处,两者亮度也差不多,海王星也将在9/8冲,可一併欣赏。

  司箫星乃英国天文学家欣德(John Russell Hind)利用位于伦敦的乔治‧毕夏普天文台(George Bishop Observatory)在1853年11月8日发现的。这颗小行星位于火星与木星之间的主小行星带内侧区域,且直径接近100公里,是以它为首的400多颗司箫星小行星家族中最大的,所以这颗小行星是全天最亮的小行星之一,最亮时可达+8.3等左右。其名「Euterpe」来自希腊神话中的音乐缪思(Muse);缪思是希腊神话中主司艺术科学的9位女神的总称。

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2018/9/6凌晨0:48司箫星冲时,所在位置示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★★★

影像欣赏:2018/7/27火星大冲当晚的火星影像

  2018/7/27的中午13:13火星大冲,您有透过望远镜欣赏火星的英姿了吗?下图是台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27火星大冲当晚,在台北天文馆第一观测室拍摄的火星影像,使用RGB三色合成的结果。可惜由于目前火星表面的沙尘暴还在持续当中,无法清晰的看到火星地表地貌的景象,但一些比较大的特征还是可以看到的喔!提供给大家欣赏!

  火星在2018/7/27到达冲的位置后,2018/7/31的15:51最接近地球,彼时火星距离地球中心约0.38496AU,相当于5759.0万公里。而我国在23:00是最接近之时,距离火星中心0.38494AU,相当于5758.7万公里。在冲到最接近地球的这段时间,是火星最亮、最大的时候,亮度达-2.8等,视直径达24.3角秒,所以这段时间都很适合观察火星。7/31晚上在台北天文馆也有火星观测活动,或是有机会的话,挑个晴朗的星期六晚上,来台北天文馆透过第二观测室的20公分望远镜享受这颗红色星球的魅力吧!

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台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27晚拍摄之火星影像。


  有「红色战神」之称的火星将于7月27日(周五)13:13达到「冲」的位置,随后于31日最接近地球。这次「火星冲」是自2003年至2035年的32年间距离地球最近,也是火星最大、最亮的一次,比平均大了4倍,是极难得的观察良机。在「火星冲」数小时后,7月28日凌晨将发生今年第二场「月全食」,适逢最小满月,因月球离地球较远,通过地球影子的时间也较长,成为本世纪持续时间最久,全程将近四小时的月食。特别在3:30之后的「全食」阶段,将出现相距不到10度的「红火星」与「赤月亮」同框较劲奇景,大家不妨比较看看谁更红、更亮!

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2018年火星大冲重点汇整。

行星轨道并不是固定不变的

  行星绕日公转轨道并非亘古不变。受到太阳、卫星和其他行星的重力影响,行星轨道其实会随时间逐渐改变。

  一般来说,行星公转轨道并非正圆而是椭圆,太阳在椭圆的其中一个焦点上。行星最接近太阳时为「近日点」,最远处为「远日点」。 近日点和远日点的连线称为长轴,与长轴垂直的轴线便称为短轴。长短轴的差异称为离心率(或椭圆率),以e表示,长轴与短轴差异愈大(e愈大),天体轨道愈椭圆,反之两者差异愈小(e愈小),天体轨道愈接近圆,当e=0时便为正圆形。

  以地球为例,现今的e约0.0167。根据比利时天文计算专家Jean Meeus计算西元1850年前后共2百万年间的地球轨道,发现e值正减少中,在29500年后将小至0.0023,而在465000年后小至0.0006,几乎接近正圆。但在这2百万年的历史中,e曾大至0.06。

  此外,行星轨道面也非固定不变。例如:Meeus等人以1850.0年时的地球公转轨道面为标准面,同样计算前后2百万年间的情况,发现轨道面倾角i会有约4度的变化。

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地球轨道离心率的变动状况。原图版权:Jean Meeus

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地球轨道平面变动情况。原图版权:Jean Meeus

  火星轨道e值达0.093,使其近日点与远日点的差距高达4320万公里,是太阳系行星中,除了水星之外最大的。所以,对地球的观测者而言,火星的距离、亮度等变化也是最大的,故而在中国古代有「荧惑」之称,便是取其「荧荧如火、亮度与位置变化甚大使人迷惑」之意。

  与地球相同,火星轨道的偏心率与轨道面也会变化,而且变化量比地球还大。Meeus画出1850年前后各1百万年的火星与地球最小距离变化图。由于火星的轨道偏心率逐渐加大,而地球的却逐渐减小,因此将地球与火星轨道的种种变因融合之后,这2百万年间火星将在西元25000年左右最接近地球,届时距离仅有0.3613AU。

  此外,根据Meeus的计算,地火之间在73,000年前曾近至0.3728AU,由此可知:2003年的0.37272AU至少是73,000年以来最接近地球的时候!过了2003年之后,下一次地火距离要打破2003年的纪录,可得等到2287年(0.37225AU),而2650年的0.37201AU、2729年的0.37200AU,更是在第三千禧年中之最。

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火星轨道偏心率变化状况。原图版权:Jean Meeus

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火星轨道偏心率与相对于1850.0年的黄道面的轨道平面变化图(上)与相对于现在瞬时黄道面的轨道变化图(下)。原图版权:Jean Meeus

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西元1850.0年(图中横轴的0点)前后共200万年的火星与地球距离变化图。原图版权:Jean

  行星在天球上运行时,与地球的相对位置不断的改变;当行星运行至某些特定位置时,天文学家会给予一个特定的名称以兹辨明与地球的位置关系。其中,当地球公转轨道以外的外行星(以及地球轨道以外的矮行星、小行星和彗星等太阳系天体)行至与太阳的经度相差180度、分别在地球两侧的特定位置时,称为「冲」,几乎是外行星在一个会合周期中最接近地球之时,此时亮度最亮、视直径也最大,且行星于日落后便东升,直至日出才西沉,整夜均可见到,故为观测外行星的最佳时机。

火星的冲和最接近地球

  火星绕日公转的周期为686.98日。但火星公转的同时,地球也在公转,从地球上观察火星,相邻两次冲(或合)发生的时间称为会合周期,约为779.94天。 因此,每经过2年又49天,就会有一次火星冲。火星冲时非常明亮,在市区即可以肉眼看到明亮的红色星点,望远镜下可看到较明显的地表地形特征。

  要注意的是:火星与地球之间的最小距离,并非火星的近日点距离(1.381367AU)直接减去地球的远日点距离(1.016710AU)所得之0.36466AU。这是因为火星的轨道长轴方向并不与地球轨道长轴方向重合,而且火星轨道面相对于黄道面有约1.85度的倾角,因此在计算距离时,都要将这些三维空间的因素考虑进去。 这个结果使得每次火星冲和火星最接近地球的时间会差了数天。

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火星与地球相对位置名称。

火星大冲:每15~17年中的最佳观测时机

  由于行星的轨道都是椭圆形,因此在每次冲时,行星和地球之间的距离都不同。行星与地球距离最小的冲称为「大冲」或「近日点冲」。由于比平常的冲更近、更亮、更大,因此大冲更有利于外行星的观测。

  火星每2年49天有一次冲,因此每两年发生冲的日期便会往后推49天,火星在轨道上的位置也会渐渐推移。每隔约15或17年左右,火星冲发生时,火星恰好位在近日点附近,此时火星位置是15或17年来最接近地球的大冲,也称为「近日点冲」。火星是地球外侧轨道椭圆率最大的行星,近日点与远日点差距达4320万公里,使得火星近日点冲与远日点冲的视直径差异可高达2倍。

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2010-2025年各次火星冲时,火星与地球相对位置及视直径变化示意图。

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2010-2025年各次火星冲时,火星与地球相对位置及视直径变化示意动画。

  以下为1971-2035年间的火星冲时间:
1971-2035年间的火星冲时间
时间        视直径        距离(AU)      时间        视直径        距离(AU)
1971 08 10*      24.8"        0.376      2005 11 07        19.8"        0.470
1973 10 25        21.2"        0.441      2007 12 28        15.5"        0.600
1975 12 15        16.2"        0.570      2010 01 29        14.0"        0.664
1978 01 21        14.4"        0.654      2012 03 03        14.0"        0.674
1980 02 25        13.8"        0.677      2014 04 08        15.1"        0.621
1982 03 31        14.8"        0.637      2016 05 22        18.4"        0.509
1984 05 11        17.3"        0.537      2018 07 27*      24.1"        0.386
1986 07 10        23.0"        0.406      2020 10 13        22.3"        0.419
1988 09 28*      23.8"        0.396      2022 12 08        16.9"        0.550
1990 11 27        18.0"        0.523      2025 01 16        14.4"        0.643
1993 01 07        14.8"        0.628      2027 02 19        13.8"        0.678
1995 02 12        13.8"        0.676      2029 03 25        14.4"        0.649
1997 03 17        14.0"        0.661      2031 05 04        16.9"        0.559
1999 04 24        16.2"        0.583      2033 06 27        22.0"        0.427
2001 06 13        20.5"        0.456      2035 09 15*      24.5"        0.382
2003 08 28*      25.1"        0.373          说明:*表示为大冲

  有趣的是:每隔79年会有一次情况近似的冲发生。这79年是「15+15+15+17+17」得出的。例如1877年9月2日的火星大冲(距离0.37884AU),在历史上很著名,因有两项重要的火星发现是在这年进行的:发现火卫一和火卫二、火星表面「渠道」的发现与描绘等。而间隔79年之后的1956年9月7日(0.37809 AU),也是一次火星大冲。这个79年重复周期的火星冲发生日期,仅仅相隔了2~5天而已。

  Meeus列出了火星两世纪内几乎落在火星轨道近日点和远日点上的近日点冲和远日点冲日期,如下表,大家可以动手算算看是否符合79年的间隔周期。
近日点冲:1845.8.18、1924.8.23、2003.8.28、2082.9.01
远日点冲:1822.2.19、1901.2.22、1980.2.25、2059.2.27

  除了79年的周期外,火星冲还有一个更精确的284年重复周期,284相当于(79×3)+17+(15×2);比284年重复周期再更精密的,还有个363年(=284+79)的重复周期。

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Meeus 列出距离小于0.375AU的冲。实线连接了每个79年周期序列,虚线则标出火星与地球距离愈来愈近的趋势。

2018火星大冲:

  2018年火星冲发生于北京时间7月27日13:13,不仅是相隔26个月才发生一次的冲,且为相隔15-17年才有一次的接近近日点大冲,距离地球仅0.38615AU,相当于5,776.8万公里,亮达-2.8等,视直径达24.3角秒,整夜可见。不过这个冲的时刻是在台湾地区的白昼,所以必须等到晚上天黑时分才能看到火星,但其实冲前后数星期都是观测火星的好时机,不用只执着于冲这一天。

  肉眼可见明亮的橘红色星点,天气良好时利用望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地(大三角)、水手号峡谷等较显著的地表特征。可惜在摩羯座,对台湾地区而言仰角稍偏低,建议午夜前后仰角最高时观测,大气干扰会比较少。

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2018/7/27晚上21:00,火星和月球所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

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2018/7/27晚上21:00,火星和月球所在位置广视野示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

  不过由于火星轨道比较椭圆,所以「冲」时并不是火星最接近地球之时,而是通常会差个几天。以下为本次火星大冲各重要位置发生的时间和相关讯息:
月 日 时  天象   距离(AU) 距离(km)
7 27 13:13 冲    0.38615 5776.8万
7 31 15:51 最近地心 0.38496 5759.0万
7 31 23:00 最近台北 0.38494 5758.7万
9 16 20:54 过近日点 日距1.38 2064.5万

  本次火星大冲是2003/8/29年来最大的一次火星冲,下一次的火星大冲将发生在2035/9/16。前后几次火星大冲的比较如下:
日期  本地时间 地心距离(万公里) 视直径(角秒) 亮度
2003/8/29 01:59 5580.0      25.1     -2.9
2018/7/27 13:13 5776.8      24.3     -2.8
2035/9/16 03:39 5710.2      24.5     -2.8

如何观察火星

  观察火星很容易:7月底时火星约于约傍晚19:30-20:00东升,即使在光害严重的市区也可以用肉眼看到它明亮的橘红色星点,天气良好时透过望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地(大三角)、水手号峡谷等较显著的地表特征。不过其实不是只有火星冲当天能观测到火星,事实上在火星冲前后数周都适合观察火星。详细的火星观测资料,请参考台北星空第84期专文「火星观测」 。

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火星地表较明显的地形地貌。

  以下为火星于2018年7月至10月初之前的升没时间预报:
日期  升  中天  没    日期  升  中天  没
7/01 20:50 02:11 07:27   8/20 17:01 22:08 03:21
7/06 20:30 01:50 07:05   8/25 16:39 21:47 03:00
7/11 20:09 01:28 06:42   8/30 16:18 21:28 02:40
7/16 19:47 01:04 06:17   9/04 15:59 21:09 02:23
7/21 19:24 00:40 05:52   9/09 15:41 20:52 02:06
7/26 19:00 00:15 05:25   9/14 15:24 20:37 01:52
7/31 18:35 23:45 04:59   9/19 15:08 20:22 01:38
8/05 18:11 23:19 04:33   9/24 14:54 20:09 01:26
8/10 17:47 22:55 04:08   9/29 14:39 19:56 01:15
8/15 17:23 22:31 03:44   10/04 14:26 19:45 01:05
  对于您所见到的火星究竟是那个地形地貌,可参考Sky and Telescope杂志的Mars Profiler互动软体,输入您所观测的日期时间(需使用世界时,为北京时间-8小时)就可以啰! 

火星小档案 

火星的基本资料及与地球的比较
                                                火星(Mars)                地球(Earth)
平均赤道半径                             3396公里                  6378公里
平均赤道半径(地球=1)                0.53                         1
扁率                                          0.0059                      0.0034
赤道重力(地球=1)                       0.375                       1
赤道重力(火星=1)                       1                             2.66
体积(地球=1)                             0.151                       1
质量(地球=1)                             0.107                       1(=5.9742×10 24公斤)
密度(g/cm 3 )                             3.93                        5.52
自转恒星周期(地球日)                 1.026(=24h37m)       0.9973(=23h56m)
赤道倾角(度)                          25.19                       23.44
平均距离(天文单位,AU*)           1.5237                     1.0000
离心率                                       0.0934                     0.0167
轨道倾角(度)                          1.850                       0.000
公转恒星周期(太阳年)               1.8809(=687天)        1.0000(=365.25天)
会合周期                                   779.9天                    —
反射率                                      0.16                         0.39
最大光度                                   -3.0                          —
表面最高温度(K**)                     240                          310
表面最低温度(K)                        190                          260
表面最高处        奥林帕斯山,海拔21183公尺              圣母峰,海拔8848公尺
表面最低处        赫拉斯盆地,海平面以下7825公尺      马里亚那海沟,海平面以下110公尺
大气组成                二氧化碳、水汽                           氮、氧、氩等
卫星数量                                   2                             1
附注:*1天文单位=149597870公里,**K表绝对温度,0℃时为273K。 

火星卫星小档案及与月球的比较
                        火卫一                火卫二                月球
名称                  弗伯斯(Phobos)   戴摩斯(Deimos)   (Moon)
发现年代(年)      1877年               1877年                —
轨道半径(公里)   9378                  23459公里           384400公里
公转周期(天)      0.3189                1.2624                27.3217
轨道椭率            0.015                 0.0005                0.0554
卫星半径(公里)   14x11x10            8x6x6                1738
光度(星等)          11.3                   12.4                  -12.7

  为了服务民众,台北天文馆将于7月27日(周五)火星冲当晚19时至21时,在国父纪念馆西侧广场举办「天文快闪:火星冲」活动,把专业的大型天文望远镜移到户外,让大家一窥火星的神秘面貌。同晚28日凌晨,天文馆还将与世界各地天文单位合作,透过网路直播本世纪最长的月食。

  另外,在火星最接近地球的31日(周二)晚间19时至21时,天文馆将特别开放观测室,提供来馆民众以大型望远镜观赏火星。

天文馆地址:台北市士林区基河路363号
电话:(02)2831-4551 传真:(02)2831-4405