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夜空中最亮的红星,那是大冲的火星!

Steed 发表于  2018-07-27 11:51

最近这段时间,只要天气晴好,到了夜幕降临天色全暗之后,你很容易在东南方向的低空,看到一颗亮星在那里闪耀。虽然角度不高,但只要没有被建筑物遮挡,哪怕你只是无意间朝那个方向瞥了一眼,目光也一定会被它吸引,不太可能会错过它。

因为,毫不夸张地说,除了月亮和西边天空快要落下去的金星以外,这颗亮星已经成了夜空中最亮的星。更何况,在你的眼中,它看起来跟其他任何一颗星星都不一样——其他星星不容易看出颜色,唯独这颗亮星,明显带有鲜艳的火红色。

这颗亮星,就是即将迎来大冲的火星。

7月14日的乌兰布统,入夜之后,火星已经成了夜空中最抢眼的明星。图片来源:许晓平 & 夜空中国

红色星球

火星,太阳系8颗行星之一,只有地球一半大小。按照距离太阳由近及远排序的话,火星排名第4,紧挨着我们排名第3的地球。由于颜色特殊,再加上行踪诡异,自古以来火星就吸引着人们好奇的目光。

400多年前,在望远镜都还没有发明的年代,天文学家第谷就对火星的位置进行了精确测量。凭借这些观测,开普勒总结出了行星运动三大定律,为后来牛顿推导出引力定律提供了重要基础。

望远镜出现后,火星更是成了瞩目的目标。在望远镜里,它不再只是一个亮点,开始展现出许多细节。火星表面有明暗相间的地貌,南北两极有白色的极冠,会随季节变化改变大小,还有两颗小卫星绕着它旋转。甚至,有天文学家在火星上隐约看到类似水渠的暗纹,火星人开挖运河的说法从此流传开来。

于是,不难理解,当人类终于进入太空时代,为什么会对火星抱有这么大的热情,接连派出近50个探测器,把它的前世今生查了个遍。

今天的火星,是一片红色沙漠,找不到半点生机。相比地球,那里的环境恶劣之极——不仅空气稀薄,无法供人呼吸,而且极度干旱,寒夜刺骨。然而,在数十亿年前,火星也曾经温暖湿润,气候宜人,有着江河湖海,波光粼粼。

当时的火星,有没有诞生过生命?后来的火星,又如何变成了现在的模样?未来的火星,能不能在人类的改造之下,成为我们在太空里的另一个家园?诸如此类的这些问题,还将推动人类继续探索这颗红色星球。

现在,到了你亲眼看看这颗行星的最好时机,因为火星正处在十几年来最明亮的时候。

从1909年天文学家洛威尔手绘的火星地图,到如今哈勃空间望远镜拍摄的火星照片,人类对这颗红色星球已经有了深入的了解。图片来源:deltaplanetarium

内圈赶超

为什么现在火星这么亮?原因没什么特别,纯粹是因为火星现在离我们近。

火星和地球,就像田径场上的两名运动员,沿着相邻的两条跑道,绕着中间的太阳跑个不停。地球占据了内侧跑道,体力好速度快,再加上跑道短,只需要365天就能跑完一圈。火星则占据着外侧跑道,体力差速度慢,跑道也更长一些,跑完一圈要花上687天。

于是,在这样一个看起来不太公平的赛场上,就算地球和火星最初处在同一条起跑线,内圈跑道上的地球也会逐渐超过外圈的火星,把它落得越来越远,直到超出整整一圈,从身后赶超上来,与火星擦身而过。

平均来说,每过780天,也就是大约26个月,地球就会赶超过火星一整圈。每到此时,地球和火星就有机会靠近一次。从第三者视角来看,太阳、地球和火星此时还会大致连成一线。在天文学上,这被称为火星冲日。而冲日前后的一段时间,也就成了地球上看火星的好时机。

这样的好时机,并不是每次都一样,而是有着大小之分。

当地球从内圈跑道赶超火星的时候,便是火星冲日发生之时。不过,这幅动图作了简化,其实每次冲日的位置都不一样。图片来源:deltaplanetarium

火星大冲

地球上的田径场里,跑道内圈和外圈虽然周长不同,但好歹形状相似,还彼此平行。两名运动员沿着跑道你追我赶,不管在什么位置擦身而过,彼此间距都差不了多少。但在太阳系这块田径场上,情况可就不同了——每一条跑道,虽说都是椭圆,形状却可能大不一样,长轴的朝向也各不相同。

地球所在的内圈跑道,离太阳大约1.5亿公里,最近和最远只相差500万公里,可以说近似于圆形。而火星所在的外圈跑道,最远离太阳超过2.5亿公里,最近却只有2亿公里出头,是个明显扁长的椭圆。

在如此“不规整”的两条跑道上,地球每次从内圈赶超火星的时候,都会赶上跑道上不同的位置,导致两者的最近距离也会有很大的差异。如果火星不巧跑到了离太阳最远的地方,那么冲日期间,火星最近也会在1亿公里以外。反过来,要是火星刚好跑到了离太阳较近的位置,冲日时,它离我们就有可能不到6000万公里。

即将迎来的火星冲日,就属于后面这种情况。本周末,火星最靠近我们的时候,距离只有5760万公里。这种特别近的火星冲日,每隔15到17年才会出现一次,被称为火星大冲。上一次火星离我们这么近,还是在2003年8月,下一次则要等到2035年9月了。

由于地球和火星轨道形状不同,不同年份的火星冲日,火星到地球的最近距离也有近有远。今年的这次火星冲日,就是离得特别近的大冲。图片来源:EasyNight

超亮超红

虽然7月27日才是火星大冲的正日子,但火星的最佳观测期早就开始了。

从7月7日起,火星的亮度就超过了木星,成为金星以外夜空中最亮的星。而到本周末,火星的亮度将达到顶峰。用天文学家的话来说,它的亮度将达到-2.8等。翻译成大白话,就是火星现在亮瞎了,要比夏夜星空最亮的织女星还亮10倍以上。要是不知道的话,不小心看见火星,说不定你会当它是远处的一盏路灯!

大冲期间,不管你在什么地方,火星都彻夜可见。它会在日落时从东南方升起,等到天色全暗下来之后,就已经闪耀在东南方向的低空了。接下来一整夜的时间,火星都会在南方天空,缓缓向西移动。前半夜在东南,午夜时分移到正南方,然后再移向西南。直到天快亮时,火星才会缓缓落下。

如果只用肉眼来看的话,除了特别明亮以外,大冲时火星最大特点是红!由于表面覆盖着大量含铁氧化物,火星本身呈现出一种铁锈红色。只不过,平常火星离我们较远,亮度不足,难以刺激到我们眼睛里对颜色敏感的视锥细胞,不太容易看出颜色。而在火星大冲期间,亮度根本不成问题,火星红就会变得十分显眼。

所以,最近这段时间,只要晚上在南方天空看到一颗红色亮星,几乎可以肯定,那一定是临近大冲的火星了。

大冲时的火星,正运行于魔羯座中,看起来真的会“亮瞎眼”。图片来源:姚舜 & 夜空中国

大大大!

距离特别近还意味着,火星看上去会特别大。用天文学家的话来说,火星大冲期间,它的视直径将超过24角秒。翻译成大白话,火星看起来足有满月的1/75!

虽然听上去还是很小,小到肉眼看来只是一个光点,但只要借助不算太贵的望远镜,把火星放大75倍,看起来就有月亮这么大了!而在大多数时候,要把火星放到月亮这么大,往往需要200倍都不止。这可不是换一台更大更贵更高级的望远镜就能搞定的事情,还需要有极致环境的配合才有可能达成。

现在,你大概可以理解,为什么火星大冲会是地球上观测火星的大好时机了。因为火星越大,我们容易看到的细节就越多。事实上,确实有许多火星上的特征是天文学家借着大冲的机会发现的,比如火星有两颗小卫星,再比如火星人的运河。虽然后来,火星运河被证明是个视错觉,实际上并不真的存在。

可是,这次的火星大冲,恐怕看不到太多细节了。就在上个月,火星刮起了一场大规模尘暴,很快席卷到全球,至今仍没有完全消散。这段时间,透过望远镜看火星的话,除了南北两极白色的极冠,火星只是一颗平淡无奇的红色弹珠,其他特征几乎全被尘暴遮蔽。除了更亮和更大,火星这次并没有变得更加清晰。

7月21日,地球上拍到的火星,可以明显看到南北极冠,但其他细节因为尘暴的原因,有些模糊不清。图片来源:Damian Peach

弄假成真

反倒是15年前,上一次火星大冲时流传过的一个谣言,这次会以一个奇特的方式,在某种程度上弄假成真。那个谣言说,大冲晚上,火星会有月亮那么大,在夜空中发出红光。

火星当然不会有月亮大,还得再放大75倍才行。但在7月27日的火星大冲之夜,如果你能等到后半夜,确切说是28日凌晨3点半之后,你将亲眼看到西南方向的夜空中,出现一轮月亮那么大的天体,发出诡异的暗红色光芒。

这不是火星,仍是月亮,只不过皎洁的月光被地球的影子遮挡掉了。这是一场碰巧发生在火星大冲之夜的月全食。真正的火星,会在这轮血月的南方闪耀,却丝毫不显逊色。可惜,这样的奇景上演时,中国东部已经晨光泛起,就快要天亮了。

7月28日凌晨,大约3点半之后,一轮血月将与大冲的火星同现夜空。到时候,我们或许能看到这幅模拟图中的奇景。图片来源:RoyalK & 夜空中国

就观测火星而言,大好时机还将持续一段时间。至少在8月底之前,从内圈赶超火星的地球都还来不及跑出去太远。这段时间里,火星每晚都会出现在南方天空,闪耀出亮眼的红光,你不可能对它视而不见。

说不定,我们还有机会等到尘暴消散,在火星远去之前,再看清一眼水手谷呢。

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