金星凌日

金星凌日

金星凌日是當金星運行到太陽和地球之間時發生的一種罕見的天文現象,該現象發生時,在地球上可觀測到太陽表面有一個小黑點慢慢穿過,通過觀測研究,可以更精確地測定地內行星的運行軌道。金星凌日以兩次凌日為一組,間隔8年,但是兩組之間的間隔有100多年。21世紀的首次金星凌日發生在2004年6月8日,這一組的另一次發生在2012年的6月6日。金星凌日的時間通常是用小時來計算(2004年和2012年,持續大概6小時)。現代天文學之前,人們通過觀察金星凌日,用視差來測量日地之間的距離。

基本信息

簡介

2012年6月6日,互動百科智願者janewind拍攝的金星凌日。2012年6月6日,互動百科智願者janewind拍攝的金星凌日。

金星凌日 是當金星運行到太陽和地球之間時發生的一種罕見的天文現象。由於水星、金星是位於地球繞日公轉軌道以內的“地內行星”。因此,當金星運行到太陽和地球之間時,可以看到在太陽表面有一個小黑點慢慢穿過,這種天象稱之為“金星凌日”。[2]

發生原理

金星凌日金星凌日

金星凌日發生的原理與日食相似。當太陽、金星和地球排成一條直線,就有可能發生金星凌日。但由於金星和地球的繞日運行軌道不在同一個平面上,而是有一個3.4度的傾角,在大多數的情況下,太陽、金星和地球排列成一條直線時(下合日),金星不是在太陽的上面通過,就是在太陽的下面通過。地球每年6月8日和12月10日的前後分別經過金星軌道的降交點和升交點,如果此時日、金、地三者恰好排成一條直線,就會發生金星凌日。

研究歷史

金星凌日以及地球與金星的公轉軌道傾斜的圖解金星凌日以及地球與金星的公轉軌道傾斜的圖解

“凌日”是極為難得的天文觀測機會,通過觀測研究,可以更精確地測定地內行星的運行軌道。尤其對金星凌日現象的觀測,還曾用於測定天文單位的準確值。

最早關於金星凌日現象的記載來自阿拉伯自然科學家、哲學家法拉比。他在一張羊皮紙上寫道:“我看見了金星,它像太陽面龐上的一粒胎痣。”如果這是真實的,那么法拉比看到的是在910年11月24日發生的金星凌日。

17世紀,英國天文學家愛德蒙·哈雷最早提出了觀測方法。但哈雷從未遇上過金星凌日。在哈雷提出觀測方法後,曾出現過4次金星凌日,每一次都受到科學家的極大重視。

最早成功預報金星凌日的是德國天文學家克卜勒。他成功預言了在1631年12月7日發生的金星凌日。

1761年5月26日發生的金星凌日,使俄國天文學家羅蒙諾索夫發現了金星大氣,這是人類第一次知道除地球以外有大氣的行星。

19世紀,天文學家通過金星凌日蒐集到大量數據,成功地測量出日地距離1.496億千米(一個天文單位)。

周期

圖解圖解

金星凌日以243年的序列周期重複著:在相隔8年之後,間隔121.5年,再一個8年的間隔,然後再經過105.5年。21世紀之前的最後一組金星凌日發生在1874年的12月和1882年12月。21世紀的首次金星凌日發生在2004年6月8日,這一組的另一次將要發生在2012年的6月(預測日期為2012年6月6日 )。再下一次是2117年和2125年

這是因為地球上的243個恆星年(365.25636天)是88757.3天,金星上的395個恆星年(224.701天)是88756.9天。因此經過這個時間段後金星與地球差不多同時回到各自軌道上同一位置。

類型

金星凌日金星凌日

由於金星和地球環繞太陽的運行軌道不在同一個平面上,因此並不是每次金星合日都會發生金星凌日現象。

金星凌日可分為兩種:一種是降交點的金星凌日,發生在6月8日前後,金星由北往南經過日面(黃道)。另一種是升交點的金星凌日,發生在12月10日前後,屆時,金星由南往北經過日面(黃道)。

降交點和升交點的金星凌日在數量上是不相等的,即降交點的金星凌日比升交點的多。從公元902年至2984年,共出現32次金星凌日,其中降交點金星凌日有18次,而升交點金星凌日只有14次。

降交點金星凌日比升交點的多的原因就是降交點(6月8日前後)的金星凌日,金星距離地球較遠,達4321萬千米;升交點的金星凌日,金星距離地球較近,只有3947萬千米。在同等條件下,如果距離地球較遠,金星凌日發生的幾率就越多。

觀測要點

(圖)金星凌日觀測指導金星凌日觀測指導

觀測工具

1、觀測金星凌日,首先必須注意保護好自己的眼睛,切記不可用普通的太陽鏡直接觀測;其次必須使用適當的安全減光裝置,最好使用專用的日食觀測卡進行觀測。

2、望遠鏡。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圓形輪廓,40-100倍左右觀測最佳。天氣好的話,還可以看到由於金星濃厚的大氣折射成的光圈。如果當天日面上黑子較多,還可能出現金星掩太陽黑子的現象,使凌日的過程更加有趣。正規的凌日觀測要進行描圖,因此要選擇帶有投影屏的天文望遠鏡

觀測時段

在凌日觀測中,共有5個特殊時刻,分別是凌始外切、凌始內切、凌甚、凌終內切和凌終外切。其中凌始外切就是金星凌日的開始時間,凌終外切是指金星全部移出太陽表面,凌日全過程結束。

相關術語

圖左為黑滴現象,右為暈環現象圖左為黑滴現象,右為暈環現象

黑滴現象

2012年6月5號,美國拍到的金星凌日。2012年6月5號,美國拍到的金星凌日。

當金星入凌和出凌時,可能會發現所謂的“黑滴”現象。實際上,當我們對著光亮,將兩個手指逐漸靠近,當很接近的時候,可以發現儘管手指還沒有接觸,就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯繫了起來,像是手指間有水滴一樣,這就是所謂的“黑滴”現象。

在凌始內切和凌終內切時,即太陽邊緣和內行星邊緣互相靠得很近即將接觸時,會發現有非常細的絲將兩個邊緣連線,這就是凌日時的黑滴現象。成因是大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠鏡“極限解析度”的等多種作用造成的視輪邊緣的模糊。

暈環現象

在入凌和出凌階段,有時候金星視面邊緣會鑲上一絲極細的“暈環”或“光環”。這個“暈環”是由於金星大氣層頂部反射、散射陽光形成的。使用目鏡投影方式可看到它,但如果將望遠鏡加濾光片,則會更清楚。

地球之外的金星凌日

火星木星土星天王星海王星同樣有金星凌日的天文現象。

時間表

歷史

日期 開始時間 食甚時間 結束時間
1396年11月23日 15:45 19:27 23:09
1518年5月25–26日 22:46(25日) 01:56(26日) 05:07(26日)
1526年5月23日 16:12 19:35 21:48
1631年12月7日 03:51 05:19 06:47
1639年12月4日 14:57 18:25 21:54
1761年6月6日 02:02 05:19 08:37
1769年6月3–4日 19:15(3日) 22:25(3日) 01:35(4日)
1874年12月9日 01:49 04:07 06:26
1882年12月6日 13:57 17:06 20:15
2004年6月8日 05:13 08:20 11:26

未來

日期 開始時間 食甚時間 結束時間
2012年6月5–6日 22:09(5日) 01:29(6日) 04:49(6日)
2117年12月10–11日 23:58(10日) 02:48(14日) 05:38(14日) 
2125年12月8日 13:15 16:01 18:48
2247年6月11日 08:42 11:33 14:25
2255年6月9日 01:08 04:38 08:08
2360年12月12–13日 22:32(12日) 01:44(13日) 04:56(13日)
2368年12月10日 12:29 14:45 17:01
2490年6月12日 11:39 14:17 16:55
2498年6月10日 03:48 07:25 11:02

天文現象盤點

天文現象是天體到了某個特定位置(客觀上的位置)或狀態而造成的特殊現象

天文現象

涉及星體

周期

現象

木星沖日

木星、地球、太陽

1年略多

木星、地球和太陽排成一條直線,此時木星距地球最近、光度最亮

土星沖日

土星、地球、太陽

378.03117天

土星、地球、太陽依次成一條直線,即土星與太陽黃經相差180度

金星凌日

金星、地球、太陽

243年

金星運行到太陽和地球之間時,可看到太陽表面有一個小黑點慢慢穿過

水星凌日

水星、地球、太陽

約4個月

水星運行至地球和太陽之間,可看到黑色小圓點橫向穿過太陽圓面

金火合月

金星、火星、月球

非罕見天象

金星和火星距離月亮很近,三者相映,組成一張笑臉

四星凌土

土衛一、二、四、六

14年或15年

4顆衛星在同一天從土星的前方經過,可看到4顆衛星投下的影子掃過土星雲頂

六星連珠

水星、金星、木星、火星、天王星、海王星

十幾年至幾十年

六星並非連成一條筆直的線,而是看起來靠得比較近

七曜同宮

日月金木水火土

1千年約25.8次

七星集中在由地球望去的同一星座之某一小範圍內

人類歷史上壯觀的天文現象

天文現象是天體到了某個特定位置(客觀上的位置)或狀態而造成的特殊現象。有些天文現象是占星術上的熱門話題,事實上觀測天文現象是研究和拍攝天體的好機會,例如小行星掩星的聯合觀測可測定小行星的形狀和大小。

宇宙中九大罕見的天象奇觀

根據資料介紹,神奇的天象中,“五星連珠”不多,“七曜同宮”難見,“九星連珠”最奇。據統計,從1901—2100年,至少有15次“五星聚”和“七星聚”。在中國,古人認為,“五星連珠”出現是吉祥好景之兆。而“九星連珠” ,則是數百年才遇一次。
水星凌日| 九星聯珠| 五星聯珠| 雙星伴月| 金星凌日| 四星凌土| 金火合月| 水星東大距| 七曜同宮

火星

地理反照率特徵火星運河 · 太陽湖
山峰陶瑪西亞 · 弗雷葛拉山脈
火山塔爾西斯奧林帕斯山 · 亞拔山 · 艾斯克雷爾斯山 · 帕弗尼斯山 · 阿爾西亞山
埃律西昂埃律西昂山 · 赫克提斯山 · 歐伯山
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