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 ★★★

1537108209646300.png  金星是全天第3亮的天体,仅次于太阳和月亮,其亮度会因与太阳、地球的相对位置而在-3.8~-4.9等之间变化。金星在2018/10/26经过下合位置之后,转而出现在天亮前的东方天空,又由于其明亮到无星可比,是除日月外最亮的星子,因而自古便博得「启明星」之称,西方则称之为「福斯福洛斯(Phosphorus)」,在希腊神话故事中是掌管清晨金星升起的神祇。

  下合(inferior conjunction)之后36天的2018/11/29,金星达到今年第二次最大亮度-4.9等(右图中的6号位置),也是近年来最亮之时。它之所以这么明亮,是因为与地球的距离和其亮面比例大小综合的结果。详可见2018/9/25 金星达今年最大亮度(-4.8等)。不过对一般观察者而言,大约在11/23-12/5期间,金星亮度都在-4.9等左右,这段期间,以肉眼观看都差不多亮,不太能分辨其中的亮度微小差异。

  -4.9等的亮度,在完全没有光害的幽暗环境下,可让物体产生影子,使得金星成为除了太阳和月亮之外,唯一可以让物体产生影子的天体。下次要达到金星最大的最大亮度-4.9等,可得再等到2021年12月上旬。

  金星达最大亮度期间,以望远镜观看,可见金星亮面约占整个金星盘面1/4,相当于月龄4-5左右的眉月;视直径则约为42角秒。之后的金星会愈来愈「粗」,逐渐接近半圆的弦月形,但视直径也逐渐缩小,至2019/1/5西大距(右图中的7号位置)时,仅有25角秒左右,比最大亮度时小了许多!

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  台北天文馆同仁李合峰先生于2012/5/5拍摄第一次最大亮度时的金星影像。目前的金星可在天亮前见于东方天空,不过,-4.9等这样的亮度,在白天、天气晴朗且天空干净的状况下,以肉眼就可以看到金星的亮点,有兴趣者不妨尝试找找看喔。

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  当从地球中心看出去,金星和太阳的赤经经度相同时,称为「金星合日」;其中若是金星是在太阳和地球之间的合日位置,又称为「金星下合日」。如下图中的5号位置。由于地球所见的金星是反射太阳光的结果,因此当金星合日时,金星恰好是阳光照不到的夜晚面朝向地球,此时在地球上「通常」是见不到金星的;但因金星轨道与地球轨道有并不重合,所以即使在下合时,金星与太阳也可能也一定距离,因此若看得见的话,由于金星下合时,是一会合周期中,金星比较接近地球之时,因此所见的金星视直径将是最大的,也将是最细的。金星合日之后,金星将改为出现在清晨日出前的东方低空中,成为一颗「晨星」,即著名的「启明星」。

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金星轨道位置、形状与视直径变化示意图。

  2018/10/26的22:16金星下合日,此时的金星位于太阳以南约6度的地方,因此只要小心避开太阳,则可以在下合时看到这个相位仅有1%、视直径达61.3角秒、超过1角分的超大、超细的金星!甚至有可能会因眉月形的两端尖角相互接触而形成近乎环状的样貌。不过由于下合时间,金星与太阳均已西沉,因此建议在10/26傍晚或10/27清晨日出后进行观测。不过,在此要严正警告:由于近期太阳与金星的距离非常近,如果要用望远镜观察金星时,一定要非常小心避开太阳,否则容易造成眼睛的损伤,或是观测仪器损毁。没有把握者,建议还是不要挑战在这个时期观察金星。

  来自国外有经验的观察者建议:要在金星下合时观察金星,最好能利用建筑物遮蔽太阳,或是在望远镜镜筒前方加装遮罩,将直接来自太阳的光线屏蔽,然后才小心的指向金星、进行观测。在未确定确实已经避开太阳之前,都千万别将眼睛凑到目镜上观看,以免眼睛受损。

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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 ★★

  金星将在9/25前后达到今年第一次最大亮度,约-4.8等。可在傍晚日落时朝西方天空观看,金星仰角约20度左右。若以望远镜放大观赏,则可见金星呈现眉月状。从东大距至最大亮度再到下合日的这段期间,是金星模样与大小变化最快的一段时间。另外,11/30前后为今年第二次最大亮度-4.9等,日出前见于东方低空。

  由于金星距离地球近、距离太阳也近,表面大气又含有许多会反射阳光的云层,因此在地球上观察,金星是全天空除了日月之外,最亮的天体。而等到它达到最大亮度前后,由于明亮得超出一般人的认知,更常常让人怀疑那是飞机的灯,甚至是外星人乘坐的幽浮。

  所谓「大距」是指太阳-金星-地球三者成直角的时刻,当金星在太阳以东时称为东大距(图中的3号位置),在太阳以西时称为西大距(7号位置)。由于金星绕太阳的轨道在地球轨道以内,从地球观察通常都在太阳左右;但当它们在大距位置附近时,从地球所见金星与太阳之间的距角最远,是日落或日出时所见金星仰角最高、最容易看到之时。

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金星轨道位置、形状与视直径变化示意图。

金星这么亮的原因

  金星之所以如此明亮,主要原因有三:

  • 金星是太阳系中离太阳第2近的行星,接收到的太阳辐射比较多;

  • 金星是轨道离地球最近的行星,在地球上可以看到比较大的金星盘面;

  • 金星的大气层相当浓厚,且大气中漂浮许多云朵,极易反射太阳光。

这三个有利的状况加成之下,造成金星成为除了太阳和月球之外,地球上可见最亮的星星。

  而金星最亮的时刻,通常发生在东大距过后36日(图中4号位置),或西大距前36天(图中6号位置),这主要是综合了金星距离远近(可以看到的盘面大小)和可看到金星被太阳照亮的面积大小两项因素的结果。由于太阳、金星和地球彼此相对位置和距离持续改变的关系,金星的形状也会如同月亮一般有相位的变化,亮度和视直径大小也会改变。

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2018年日落时所见的金星仰角与方位角示意图。取自2018天文年鉴。

金星和伽利略

  金星是除了月亮之外,形状变化最明显的天体;形状变化以天文术语来说称为「相位」。而金星的大小变化比例,则比月亮大得多。在400多年前望远镜刚发明后不久的1610年12月,伽利略利用自制的20倍望远镜观察金星,首度注意到金星的相位变化,且金星相位变化只能以金星绕太阳公转才能合理解释,伽利略因而将此发现当作是支持哥白尼「太阳为宇宙中心」理论最有力证据,让当时普遍支持「地球为宇宙中心」理论者虽不服气,却无从辩驳呢!

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2012年3-12月间,金星的相位与视直径变化记录影像。版权:台北天文馆


注:台湾台北天文馆是根据Calsky网站计算的9/25金星最大亮度,紫金山天文台9/21金星最大亮度则是相位角、地心距综合计算的,理论值是约东大距35天后,西大距前36天为最亮:2018/8/18~2018/9/21是34天。由于9/25金星地平高度更低了且盘面更小了。所以取东大距~下合日的中间日子是有道理的,这好比由下弦~残月~朔的道理。
相关资料:2001~2050年金星最亮时刻,以紫金山天文台为准。

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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 ★★★

  水星和金星的公转轨道在地球轨道以内,称为「内行星」,从地球上观察,总在太阳左右,所以只有清晨日出前的东方低空或傍晚日落后的西方低空才有机会看到这两颗内行星,半夜三更是看不见它们的,因此常有「晨星」与「昏星」之称。近期的金星常引起大家注意,因为在太阳下山、天空还没完全暗下的时候,它就已经开始绽放光芒,吸引大家的目光。依傍在眉月旁的金星纷纷被大家用手机、相机和眼睛记录下来,在网上掀起一股热潮。

  其中,当水星或金星来到「大距」位置,即太阳-水星或金星-地球三者成直角,水星或金星位于直角位置时,从地球上所见的水星或金星离太阳最远,日出或日落时所见的水星或金星仰角最高,最容易观看。其中,当水星或金星位于太阳以东时称为「东大距」,见于日落后的西方天空;位于太阳以西时为「西大距」,见于日出前的东方天空。且当水星或金星位于大距位置时,望远镜下所见的水星或金星,大约是半圆形的弦月状。

  2018/8/18下午1:31金星达今年第2次东大距位置,此时金星与太阳之间的日距角约为45.9度,日落时在西南方仰角约28度,亮度约-4.5等,非常明亮,天色渐暗后以肉眼即可看见。

  如果能利用望远镜放大观察,可看到金星东大距时的形状为弦月状,亮面比例为49%(或说相位为0.49),视直径约24.5角秒,与火星约同,最好使用较高倍率来观察其盘面的形状。

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  下方照片为台北天文馆同仁陈宽、张桂兰于2017/1/2傍晚透过45公分望远镜+5DI相机直焦拍摄的金星影像(局部裁切);另一张照片为台北天文馆同仁张桂兰于2017/1/4上午透过20公分库德式望远镜+25mm目镜,以手机拍摄的金星影像。从这些影像中可以看到金星已经呈现接近半圆形的景象。

台北天文馆/张桂兰于2017/1/4拍摄的金星影像。

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台北天文馆同仁陈宽、张桂兰于2017/1/2傍晚拍摄之金星扩大影像。

  其实东大距至西大距之间的金星,在特殊情况下,不需透过望远镜也可能观察到它并不是完整的盘面状,而是半圆至眉月状。例如下方影像是天文同好Huiling  Lin于2017/1/1下午17:38在基隆地区拍摄的金星与月亮接近的影像,受到当时大气环境的影像,金星被散射的光芒因为它本身半圆形状的关系而呈现不对称,这是个很特别的纪录呢!事实上,视力绝佳的人,用肉眼就可以直接看到金星并非圆形或星点的形状,别怀疑,真的曾有民众打电话到天文馆报告过喔!所以,这是个除了北斗六(大熊座开阳双星)之外,另一个可以测试视力好坏的指标吧!

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感谢Huiling  Lin授权台北天文馆使用,提供给大家欣赏。版权归Huiling  Lin所有,如需利用,请迳洽Huiling  Lin。

  金星之所以如此明亮,主要原因有三:

  • 金星是太阳系中离太阳第2近的行星,接收到的太阳辐射比较多;

  • 金星是轨道离地球最近的行星,在地球上可以看到比较大的金星盘面;

  • 金星的大气层相当浓厚,且大气中漂浮许多云朵,极易反射太阳光。

这三个有利的状况加成之下,造成金星成为除了太阳和月球之外,地球上可见最亮的星星。

  而金星最亮的时刻,通常发生在东大距过后36日,或西大距前36天,这主要是综合了金星距离远近(可以看到的盘面大小)和可看到金星被太阳照亮的面积大小两项因素的结果。

金星变变变

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2012年3-12月间,金星的相位与视直径变化记录影像。版权:台北天文馆

  由于太阳、金星和地球彼此相对位置和距离持续改变的关系,金星的形状也会如同月亮一般有相位的变化,亮度和视直径大小也会改变。

  下合(inferior conjunction)时,恰好位于地球与太阳之间,暗面朝现地球,因而不可见。

  下合之后,金星变化过程与下合前相反,亮度愈来愈暗,形状则从瘦而大的眉月形逐渐变成小而粗的凸月形。

  金星的相位变化是太阳八大行星中最明显、最容易观察的,以口径5公分以上的望远镜就可以观察;而它的相位变化还伴随着大小和亮度的变化,这一点连月亮都比不上,非常有趣呢!

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2018年日落时所见的金星仰角与方位角示意图。取自2018天文年鉴。

金星和伽利略

  金星是除了月亮之外,形状变化最明显的天体;形状变化以天文术语来说称为「相位」。而金星的大小变化比例,则比月亮大得多。在400多年前望远镜刚发明后不久的1610年12月,伽利略利用自制的20倍望远镜观察金星,首度注意到金星的相位变化,且金星相位变化只能以金星绕太阳公转才能合理解释,伽利略因而将此发现当作是支持哥白尼「太阳为宇宙中心」理论最有力证据,让当时普遍支持「地球为宇宙中心」理论者虽不服气,却无从辩驳呢!

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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 可拍照 

  当从地球中心向外看,金星和月球的赤经经度相同时,称为「金星合月」,通常是一个农历月之中,金星和月球比较接近的时候。由于金星是内行星,每当合月时都是在农历月底的清晨日出前或农历月初的傍晚日落后,再加上金星非常明亮,所以金星合月是个很吸引人且易观察的天象。

  2018/7/16的11:31金星合月,地心所见的金星位在月球以南约1.6度的地方,不过此时为白天无法观赏。可在7/16傍晚约19:00日落后至21:10之前,于西方低空可见-4.1等的金星与月龄3的眉月相近至仅约3-4度的距离。而在它们右下角约20度的地方是刚过东大距位置的水星,在7/16傍晚,月龄2的超细眉月就在金星和水星之间形成拱月之姿。只需将相机用脚架固定后,很容易的便可将这个景致捕捉下来,可以试试喔!

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2018/7/16傍晚19:00,金星和月球接近景象示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:肉眼观赏、 双筒望远镜辅助观赏、 可拍照

  当从地球中心向外看,金星和月球的赤经经度相同时,称为金星合月,通常是金星和月球比较接近的时候。 因金星是轨道在地球以内的内行星,从地球上观察,总在太阳附近,所以通常只能在清晨日出前的东方天空或日落时的西方天空才能观察到金星,使得每次金星合月时,都发生在农历月月初或农历月月末。又因金星非常明亮,所以每当金星合月时,都明显易见得吸人眼球。

  2018/6/16/21:12金星合月,地心所见的金星位在月球以北约2.3度的地方,不过此时金星和月球已十分逼近地平面而不易观察。事实上,在傍晚约19:00日落天黑后到21:20都可以在西边低空观看到-4.0等的金星接近月龄仅3的眉月,两者相距约2~3度,且月球恰逢过近地点,再加上靠近地平面而有月亮错觉,使月亮看起来比平常大,是适合初入门者挑战的天文摄影目标。

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2018/6/16傍晚19:00,金星和月球接近景象示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_4.jpg 

  当从地球中心向外看,金星的赤经经度和月球相同时称为「金星合月」,通常是一个农历月之中,金星和月球比较接近的时候。又因金星公转轨道在地球轨道以内,故在地球上观察时,金星总在太阳附近,所以只能在日落后或日出前的时段观看,所以每当金星合月时必发生在农历月初的眉月或月底的残附近。又因金星非常明亮,所以金星合月的景致相当吸引人。

  2018/5/18的凌晨2:09金星合月,地心所见的金星位在月球以北约4.8度的地方,但此时金星和月球都已西沉而不得见。可在5/17或5/18的傍晚约18:40日落后至20:50左右,可在西方低空见到-4.0等的金星接近月龄仅1-2的超细弯眉月,两者相距约5度左右。

  此外,恰逢月球于5/18的5:05过近地点,所以月球视直径本来就会比较大,再加上靠近地平面而有月亮错觉,都使月亮看起来比平常大喔!这次的金星近月是适合初入门者挑战的天文摄影目标。

  除金星和眉月外,邻近差不多高度之处还有左方的大犬座天狼、猎户座参宿四和右方的御夫座五车二等1等星,可一并欣赏。

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2018/5/17-5/18金星近月相对位置示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_4.jpg

  当从地球中心向外看,金星和月球的赤经经度相同时,称为「金星合月」,通常是一个农历月之中,金星和月球比较接近的时候。因金星是公转轨道在地球以内的内行星,所以在地球上观察,金星都在太阳附近,只能在傍晚日落后或清晨日出前观察,所以每当金星合月时,月相通常是农历月初的眉月,或是农历月末的残月。又因金星非常明亮,所以每当金星合月发生时,往往吸人眼球。

  2018/4/18凌晨3:28金星合月,地心所见的金星位在月球以北约5.4度的地方,不过此时的金星和月亮都在地平面下而不得见。可在4/17或4/18的傍晚太阳西沉后朝西边低空观看,其中4/17眉月在金星左下角约8-9度远,相当于手臂打直后的一个拳头宽度;4/18的眉月则位在金星的左上方约8-9度远之处。

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2018/04/17(左)和4/18(右)傍晚18:30,金星和月球接近示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

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  当从地球中心向外看,水星和金星的赤经经度相同时,称为「水星合金星」,通常是这两颗行星比较接近的时候。水星和金星是太阳系里「唯二」公转轨道在地球轨道以内的行星,故有「内行星」之称,也因在地球轨道以内的关系,所以在地表上观察时,水星和金星通常出现在太阳附近,故而只能在日落后的西方天空,或是日出前的东方天空看到这两颗行星,所以又有「昏星」或「晨星」之称。

  2018/3/6的凌晨2时 水星合金星,地心所见的金星位在水星以南约1.4度的地方,不过此时两者都在地平面下而不得见。不过其实在3/2-3/6期间,水星和金星之间的距离都接近到2度以内,可在这几日的傍晚 18:00-18:30的短暂时间内,朝西方仰角10度以下的低空观看。其中以3/4傍晚所见最接近,金星和水星相距不到1度;金星亮度-3.9等,水星仅有-0.2等,所以可借着明亮的金星来寻找水星。不过受到夕阳余晖的影响,水星不太好找,要看仔细一点喔!

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2018/3/2-3/6傍晚18:00,水星和金星相对位置示意图。

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  当从地球中心向外看,角宿一和金星的赤经经度相同时,称为「角宿一合月」,通常是角宿一和金星比较接近的时候。

  角宿一和金星在2017/11/01的23:13合,地心所见的角宿一位在金星以南约3.8度的地方,清晨日出前30分钟左右,可见于东方低空。不过对地表的台湾地区而言,其实从11/1-11/5期间,金星和角宿一的距离都在5度以内,11/3-11/4则在3.5度左右。这段期间,若使用双筒望远镜观察,它们俩可出现在同一视野内。

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  角宿一是室女座主星,亮度约+0.95等。而金星更是全天除日月之外的最亮星,目前亮达-3.9等,比角宿一亮了90倍左右。由于它们的仰角很低,受到近地面的晨曦造成的大气辉光影响,角宿一并不明显,所以可以借助明亮的金星来寻找角宿一。

  除了金星和角宿一之外,在它们的上方还有火星,可一并欣赏。

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  当从地球中心向外看,金星和火星的赤经经度相同时,称为「金星合火星」,通常是这两颗行星比较接近的时候。

  2017/10/5的21:11金星合火星,地心所见的火星位在金星以南仅0.22度的地方,不过此时两者都在地平面下而不可见。可在10/5或10/6的清晨约4:10至约5:30天亮前的这段短短的时间,朝东方低空观看,此时火星和金星将接近到15角分以内,相当于满月直径的一半而已。其中,金星亮度-3.9等,火星则只有+1.8等,亮度相差甚多,不过由于两者的仰角高度在15度以下,受到晨曦的辉光影响,火星比较难分辨,可利用双筒望远镜或天文望远镜,透过明亮的金星来寻找火星。

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2017/10/5凌晨4:30,火星和金星接近示意图。
以上示意图由Stellarium软件产生。

  以上内容由台北天文馆提供,「有趣天文奇观」网站收录,欢迎多加利用。

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  金星绕太阳的轨道是椭圆形。在北京时间2017/10/3的13:44,金星通过它的轨道近日点,即在最接近太阳的轨道位置,此时金星离太阳约0.72AU(天文单位)。

  不过,金星的轨道是太阳系行星中最接近圆形的,其轨道椭圆率只有0.006772,比地球的0.0167小很多。这使得金星轨道的远日点和近日点距离只有1.5%的差异,所以照射到金星表面的辐射量,在远日点和近日点的差异几乎可以忽略呢!

  目前金星位在狮子座方向,清晨日出前可见于东方天空,亮度-3.9等,视直径约11.1,用肉眼就可轻易看到这颗明亮的启明星呢!

  以上内容由台北天文馆提供,“有趣天文奇观”网站收录,欢迎多加利用。

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