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 ★★★

  太阳系最美丽行星,有着梦幻般光环的土星,于2023年8月27日(周日)达到「冲」的位置,在此前后一、两周,土星不仅距离地球较近,亮度与视直径也达到最大。当日土星位于宝瓶座,本体视直径为19.0角秒,加上光环则有44.2角秒,亮度0.4等。

2023年8月27日土星冲天象示意图。
2023年8月27日土星冲天象示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

  土星以肉眼即可看见,天黑后自东方升起,为淡黄色的星点,是东方天空最亮的一颗星,很容易辨识,更亮的木星则约近23时才升起。土星在冲日前后整夜皆可观赏,是一年中的最佳观察时机。透过小口径天文望远镜以30倍以上的倍率,就可以看见土星环及它最亮的卫星,土卫六泰坦。透过口径更大的望远镜还可以看到环上的卡西尼缝等细节。

2023年8月27日的土星冲天象示意图,只需使用小型望远镜,就可以饱览美丽的土星环和较亮的卫星。
2023年8月27日的土星冲天象示意图,只需使用小型望远镜,就可以饱览美丽的土星环和较亮的卫星。以上示意图由Stellarium软体产生。

  而「冲」的天象是如何形成的?由于土星与太阳的距离比地球到太阳要远,所以当土星公转至恰好让地球位于太阳和土星之间时,称为「冲」。由下图可见,此时的土星距离地球较近,因此土星看起来也最大。且地球上背对太阳,也就是夜晚的那一侧刚好正对着土星,所以整晚都可以欣赏土星和土星环的美景。

当土星位于「冲」的位置时,地球恰好在太阳与土星之间,此时地球土星的距离较近。
当土星位于「冲」的位置时,地球恰好在太阳与土星之间,此时地球土星的距离较近。

  由于土星绕行太阳的轨道面和地球不同,所以从地球上看见土星环开放的角度也会以大约13至15年的周期逐渐变化。上次自从2017年土星环张角达到最大的27度之后便逐年降低,也越来越不容易欣赏它漂亮又梦幻的姿态,目前的倾角约为9度,到了2025年3月时将完全看不见土星环,而下次要到2032年5月才能看到光环张角再次达到最大,所以可得好好把握机会欣赏这颗太阳系最美丽的行星!(编辑/台北天文馆蔡承颖)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★★★

  台北天文馆公布8月亮点天象,包括每小时百颗的英仙座流星雨、土星冲、灶神星冲、水星东大距与太阳黑子等,并于周末举办星象解说与太阳黑子观赏活动,还有宇宙剧场巨型球幕的星象节目,欢迎免费参加。

  台北天文馆表示,三大流星雨之一的英仙座流星雨将在2022年8月13日达到极大,预测每小时约可出现上百颗流星,虽然当天受满月影响无法看到较暗的流星,但只要把握时机,也能观赏到大量火流星。

  土星和小行星灶神星分别于15、23日达「冲」,是一年中最亮也最适合观赏的时段。拥有梦幻光环的土星届时接近0等,想一睹土星环的朋友可得把握机会,因为土星环倾角将逐年变小,越来越不适合观赏,2025年时将消失于视野中!灶神星虽然不是最大、但却是最亮的小行星,在「冲」时可达5.8等,达到肉眼可见程度,只要有适当指引,用双筒望远镜便很容易找到它的踪迹,最适合成为您的第一颗小行星!

  此外水星终于又回到黄昏时分出现,8月28日水星「东大距」,日落后可在西方视野开阔处看见这颗离太阳最近的行星;而太阳则持续朝极大期迈进,黑子数量越来越多,不过得透过专业的望远镜才能安全观赏。

  台北天文馆「宇宙纪事」活动,除了分享如何观赏这些精彩的天象外,还将介绍近期最新的天文发现,并将邀请民众实地以望远镜观测太阳黑子,还有宇宙剧场大型天象仪演示的天象节目,全部免费,欢迎至天文馆「活动报名」项下报名参加!

土星

发布单位:台北市立天文科学教育馆
联络人:许晋翊、林琦峯
联络资讯:(02)2831-4551分机302
天文馆地址:台北市士林区基河路363号

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 ★★★

有着美丽光环的土星是许多天文学家踏入天文的叩门砖。这颗行星将于2019年7月10日的01:07达到冲的位置,即以地球为中心,太阳和土星在地球两侧、赤经经度相差180的地方。这个位置通常与土星在一个会合周期中最接近地球的位置相去不远,而因为土星比较接近地球的关系,在地球上观察时就会显得比较亮、视直径比较大,且整夜可见,是最适合观察这颗行星的时候。不过,也不是只有土星冲时才能观看土星,基本上,在今年年底之前,都可在傍晚日落后观察土星,只是过了冲之后的土星,日落后的位置会愈来愈偏西,视直径愈来愈小,视亮度也会愈来愈暗罢了。

外行星冲示意图。

外行星冲示意图。

土星在2019/7/10凌晨01:07到达冲的位置,在冲前后,土星是离地球最近,且最亮最大的阶段。本次土星冲时,位在人马座方向,大约在银河的边缘,亮度约+0.1等,视直径为18.4角秒,加上土星环后的视直径约达42角秒,距离地球约9.03AU。天黑后就出现在东南方,随时间逐渐西移,整夜都可观测。

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土星。影像版权:耿崇华。

对天文迷来说,观察土星的重点就是它的光环!只要使用小天文望远镜很容易看到。进阶的天文迷则可以挑战卡西尼缝,这是分隔A环和B环间的较暗区域,早在1675年就被卡西尼所发现。观察土星还有另一个重点——土卫六(泰坦)。泰坦在土星冲时亮度约+8.0等,视直径约0.8角秒,因此以天文望远镜很容易看到呈现出橙色的星点。

今年的土星冲时,亮度比去年的0.0等还要暗一点,这是因为由细小的尘埃与冰粒所组成的土星环的倾角开始慢慢减小,今年所见为24度,能反射的太阳光的面积也将逐渐缩小,所以亮度将慢慢减暗,直到约15年后另一极区倾向太阳的倾角最大时为止。前一次的最大倾角峰值乃是2017-2018年。

如何欣赏土星?

最近的土星和木星位置很接近,而且木星刚在6/10通过冲的位置,也恰在最适合欣赏的时期,建议可以一同欣赏。

以肉眼观察,只能见到星点大小的土星;透过低倍率望远镜,可以看到土星本体和像耳朵或杯子把手般的土星环,还有土卫六(泰坦)等比较明亮的卫星;天气晴朗而稳定时,高倍率望远镜中可见土星表面的云带特征、土星环,和将土星环分隔成A、B、C三个主环的卡西尼环缝和恩克环缝等特征。

台北天文馆第二观测室每周六晚上19-21时开放利用口径20公分的望远镜观赏天体,有机会不妨和亲朋好友一起来天文馆用20公分望远镜看看这颗著名的太阳系行星。

2019/7/10晚20:00,土星所在位置及望远镜中所见外观示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

2019/7/10晚20:00的土星外观及各部位名称示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

关于土星

土星是离太阳第6近、同时为太阳系中体积和质量都是第2大的行星,质量约为地球的95倍,体积约为地球的763倍,主要组成成分为气体和冰,拥有62颗卫星,仅次于木星的79颗。由于自转速度非常快,自转一圈仅需约10.6小时,使得表面云层被拉成带状,整个土星也呈现扁球体,赤道半径比两极半径多了5900多公里。

土星另一个特征就是它的密度只有0.7g/cm3,比水的1g/cm3还要小,换言之:如果宇宙中有个够大的游泳池,将太阳系八大行星都丢下去后,仅有自备够大泳圈的土星会浮在水面上,其他行星则都会沉入水底。

可参考:台北星空天文漫画篇

68期(带着呼拉圈的行星——土星之一).pdf(1.55 MB)

69期(带着呼拉圈的行星——土星之二).pdf(722.41 KB)

71期(带着呼拉圈的行星——土星之三).pdf(2.67 MB)

关于土星环

太阳系外4颗行星——木星、土星、天王星与海王星都有光环,但在地球上只有土星的光环用小望远镜就能观察。

土星环其实是由许多由冰粒与尘埃构成的细环组成的庞大结构,沿着土星赤道向外延伸,宽度超过114,000公里,相当于地球直径的8倍之多!然而这么宽的光环,平均厚度却仅有20公尺,让外观如同光碟片一般。

因为土星环扁而宽的特性,在地球与土星都绕太阳公转,彼此相对位置一直改变的情况下,光环看起来的模样也随之改变,有时甚至因光环恰好薄薄的侧面面对地球而发生望远镜中看不到光环的「土星环消失事件」。

400多年前的大天文学家伽利略从1610年开始观察记录土星,首度发现土星环的存在,可是他看到的光环有时像三个黏在一起的小球,有时像土星长了耳朵,有时则是光环不见了,使他百思不解。下图是他记录的1610年(上)与1616年(下)的土星和土星环外观。

伽利略的1610与1616年的土星手绘纪录。取自:https://attic.gsfc.nasa.gov/huygensgcms/Shistory.htm

直到1659年才由另一位天文学家惠更斯揭开谜底:原来只是因为土星环太薄了,当太阳-地球-土星的相对位置变化时,见到的土星倾角不同,才会造成地球所见的土星环模样不同。

惠更斯提出的土星环相对于地球的倾角随地球与土星公转而改变的概念。取自:http://galileo.rice.edu/sci/observations/saturn.html

土星自转轴与其轨道面有约26.7度的夹角(谓之「赤道倾角」),造成土星环相对于地球的倾角会随着土星绕太阳公转而改变;再加上土星轨道面与黄道面(地球平均公转轨道面)有约2.5地的夹角(谓之「轨道倾角」),这使得土星环相对于地球的倾角在一年之中还会有波浪性的变化。

下图呈现1970~2050年间的土星环相对于地球的每日倾角随时间变化,其中倾角0度时,表示土星赤道正对地球,倾角正数者为土星北半球倾向地球,负数者为南半球倾向地球。从图中可见,今年的土星北极后方的土星环已经被土星本体遮挡。

1970~2050年间的土星环相对于地球的倾角变化。

1970~2050年间的土星环相对于地球的倾角变化。

下方这张1991-2021年各次土星冲的土星外观图中,也轻易的比较出土星环倾角造成的视觉差异喔!

1991-2021年各次土星冲时的土星外观的比较。

观测的天象方式:以肉眼观赏即可需以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

观测时间及位置即日起一直到今年11月中之前均可在傍晚见到土星,冲前后整夜可见

可见的地理位置:全国;

天象的观赏价值:★★;

月光的影响程度:无影响;

阳光的影响程度影响(地平高度决定)

切忌:千万不要正视太阳,严重的话,会引致失明

  有着美丽光环加身的土星将在5月23日冲,是一年中土星最大、最亮、几乎最接近地球之时。土星非常容易观赏,以小望远镜即可看到土星环等特征,并非只在土星冲时才能观看土星。从即日起一直到今年11月中之前均可在傍晚见到土星;只是土星冲过后,每晚可见土星的时间愈来愈短,亮度愈来愈低,视直径也愈来愈小,观赏条件不若土星冲时那么好。

  台北天文馆第二观测室每周六晚上19-21时开放利用口径20公分的望远镜观赏天体,有机会不妨和亲朋好友一起来天文馆用20公分望远镜看看这颗著名的太阳系行星。

 

何谓冲?

   土星冲是指土星与太阳分别位在地球两侧、赤经度数相隔180度的位置。目前土星位在天秤座与天蝎座间,日落后在东南方天空,午夜时移至南方约50度高之处,天亮前由西南方沉落。亮度0等,距离地球约13亿2640万公里,视直径约18.5角秒,加上土星环后的视直径约42角秒。

 

怎么看?

  以肉眼观察,只能见到星点大小的土星;透过低倍率望远镜,可以看到土星本体和像耳朵或杯子把手般的土星环,还有土卫六等比较明亮的卫星;天气晴朗而稳定时,高倍率望远镜中可见土星表面的云带特征、土星环,和将土星环分隔成A、B、C三个主环的卡西尼环缝和恩克环缝等特征。

  今年的土星冲与前几年最大的差别,在于它的倾角多达24度,使得原本会在土星背面、被土星本体遮蔽的部份光环也显露出来,让土星本体似被土星环整个包围一般。

2015/5/23的21:00,全天(左)与朝东南方天空(右)所见土星所在位置示意图。
以上示意图由Stellarium软件产生。

2015/5/23的21:00,望远镜中可见之土星样貌与较亮的卫星位置示意图。

2015/5/23的20:00,望远镜中可见之土星样貌示意图。

 

关于土星

  土星是离太阳第6近、同时为太阳系中第2大的行星,主要组成成分为气体和冰,拥有62颗卫星。由于自转速度非常快,自转一圈仅需约10.6小时,使得表面云层被拉成带状。土星另一个特征就是它的密度只有0.7g/cm3,比水的1 g/cm3还要小,换言之:如果宇宙中有个够大的游泳池,将太阳系八大行星都丢下去后,仅有自备够大泳圈的土星会浮在水面上,其他行星则都会沈入水底。

 

关于土星环

  太阳系外4颗行星—木星、土星、天王星与海王星都有光环,但在地球上只有土星的光环用小望远镜就能观察。

  土星环其实是由许多由冰粒与尘埃构成的细环组成的庞大结构,沿着土星赤道向外延伸,宽度超过114,000公里,相当于地球直径的8倍之多!然而这么宽的光环,平均厚度却仅有20公尺,让外观如同光盘片一般。

  因为土星环扁而宽的特性,在地球与土星都绕太阳公转,彼此相对位置一直改变的情况下,光环看起来的模样也随之改变,有时甚至因光环恰好薄薄的侧面面对地球而发生望远镜中看不到光环的「土星环消失事件」。400多年前的大天文学家伽利略从1610年开始观察记录土星,首度发现土星环的存在,可是他看到的光环有时像三个黏在一起的小球,有时像土星长了耳朵,有时则是光环不见了,使他百思不解;直到1659年才由另一位天文学家惠更斯揭开谜底。1

部分名词解释:

土星是太阳往外的第六颗行星,是四颗巨行星之一,小于木星而居第二位。土星的直径(赤道上)是地球的9.4倍,这说明它的平均密度只有水密度的70%。土星拥有非常突出的环系和至少20颗卫星,可能还有更多卫星将被发现;它与太阳的距离为9到10天文单位,每29.46年公转一周。

土星环主要成分为冰粒和尘土,整个土星环宽达28万公里左右,但厚度仅约1公里。 土星环其实是由无数小环组合而成,主要可见部分为A环、B环及两环之间暗色的卡西尼环缝,在天气非常好时,还可见到A环内的恩克环缝和最内侧黯淡的C环。不过土星环其实不只3个环,而是由无数细环所组成,连原本以为空无一物的环缝,也发现其实里面充满数量庞大的尘土物质。 土星环之所以维持不会散开,要归功于那些体积质量比较大的卫星们,例如土卫一、土卫二等,因此这些卫星又有「牧羊犬卫星」的昵称。

冲,比地球离太阳更远的某个行星在其绕太阳的轨道上正好处于从地球看来与太阳相反的位置(所以子夜时它正好高悬头顶)。

冲日(英文:opposition,简称冲)是位置天文学的一个名词,是从一个选定的特定天体上(通常是地球),观察另一个天体与参考天体(通常是太阳)的位置时,三者在一条直线上,但是在参考天体的另一边。明确的说,当一颗行星在冲的位置时,它与太阳的的黄经相差180°,即天体与太阳各在地球的两侧的天文现象。相对于冲日的现象为合日。

天秤座拉丁语Libra天文符号:♎)是黄道星座之一,为托勒密星座之一。位于室女座天蝎座之间,这个星座有十几颗使用8英寸(20厘米)或更大望远镜可见的星系,星座中最亮的四颗星α、β、γ、σ构成一个四边形,β星又和春季大三角构成一个大菱形,天秤座β星的中名是“氐宿四”,它是全天惟一一颗肉眼可以看见为绿色的星。天秤座α星“氐宿一”,是一颗双星,由亮度5.2的α1与亮度2.8的α2所构成,呈蓝白色。

天蝎座拉丁语Scorpius天文符号:♏),是一个位于南天球黄道带星座之一,面积496.78平方度,占全天面积的1.204%,在全天88个星座中,面积排行第三十三。每年6月3日子夜天蝎座中心经过上中天。天蝎座中亮于5.5等的恒星有62颗,最亮星为心宿二天蝎座α),视星等为0.96,是全天第十五亮星。

赤经,天文学用来定义天体在天空上的位置的两个坐标之一。天体的赤经(RA)是从一个叫做春分点的标准点向东量到该天体的角距离——相当于天体的经度。赤经的常用单位是小时(h)、时分(m)和时秒(s);1h=15度。

天体亮度,一般指目视星等,是表示一个天体明亮的指标。肉眼能见的天体极限亮度约为6等,夜空最亮的恒星天狼星约为-1.46等,太阳为-26.7等,满月为-12.8等,金星最亮时为-4.89等哈勃太空望远镜能拍摄到的最暗天体约为31.5等。【数值越小亮度就越亮】

距角是一个天文名词,表示从地球上观察时,天体之间分离的角度。如天体合事件等。

视直径,是表示天体视觉角度大小的指标,月球和太阳视角(视直径)在半度30角分)左右金星10–66角秒(1角分)木星30– 49角秒。【1度等于60角分,1角分等于60角秒】曾“角”叫“弧”。

地心,地球中心。

天象所谓天象是指日月星星发生的天文奇观,亦指天空(文)现象。

Stellarium是一款天文学的自由软件,使用GNU通用公共许可证,可以在Linux、Windows及Mac OS X操作系统中使用。Stellarium是一个模拟天文台,选定时间与地点,即可以看见如同使用眼睛、双筒望远镜或是小型天文望远镜所见的星空,包括60多万颗恒星、太阳系的主要天体和109个深空天体视频,同时模拟日出、日落、日食、月食和凌日等各种天文现象,还可使天球显示各种不同的模拟工具,如星座图像、赤道座标、地平座标和10种世界各地的星空文化等。23

参考资料

1.引用自台北天文馆之网路天文馆网站

2.大宇宙百科知识

3.维基百科

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