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内行星视运动及解释-天文学教程 上册

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:从地球上观测,行星除了周日视运动外,还呈现相对于太阳及遥远的恒星的视位置长期变化的视运动。图3-3内行星的视运动1)上合与下合内行星和太阳的地心黄经相同时称为合,内行星介于太阳和地球之间称为下合,而内行星和地球分别在太阳两侧称为上合。下合之后,内行星向太阳西侧运行,成为晨星,与太阳的角距逐渐增大,达最大角距时称为西大距。内行星凌日是稀奇天象,有一定的观测意义。

内行星视运动及解释-天文学教程  上册

由于地球和行星在各自轨道上绕太阳公转,相对于地球轨道而言,轨道半径小的水星金星称为内行星,而轨道半径大的火星、木星土星天王星海王星称为外行星。从地球上观测,行星除了周日视运动外,还呈现相对于太阳及遥远的恒星的视位置长期变化的视运动。

由于内行星的轨道比地球轨道小,我们看到它们与太阳的角距离总是在一定范围内变化[见图3-3(a)],或黎明前见于东方(“晨星”),或黄昏后见于西方(“昏星”)。实际上,由于地球和内行星各自在不同轨道上绕太阳公转,我们观测的是“会合运动”[见图3-3(b)]。

图3-3 内行星的视运动

1)上合与下合

内行星和太阳的地心黄经相同时称为合,内行星介于太阳和地球之间称为下合,而内行星和地球分别在太阳两侧称为上合。内行星在合及其附近时与太阳同时升落,在强烈的太阳光下很难看到它们。

2)东大距和西大距

上合之后,内行星向太阳东侧运行,成为昏星,与太阳的角距逐渐增大,达最大角距时称为东大距。下合之后,内行星向太阳西侧运行,成为晨星,与太阳的角距逐渐增大,达最大角距时称为西大距。显然,内行星在大距时与日、地构成直角三角形,内行星与太阳的最大角距θmax取决于它的日心距rp和地球的日心距re

由于行星轨道是椭圆,水星的θmax为18°~28°,而金星的θmax为45°~48°。(www.xing528.com)

3)顺行、逆行和留

由于内行星和地球各自在自己的轨道上绕太阳公转,且它们的轨道面有一定夹角,地球上观测到内行星相对于恒星的视运动就呈现出(上合前后)向东顺行、(下合前后)向西逆行以及顺逆转折时的留,视运动路径呈打折圈形状(见图3-4)。

图3-4 水星在恒星间的视运动路径(2016年6—12月)

4)位相变化

由于我们只看到行星被太阳光照射的部分,与月球的圆缺变化类似,内行星在视运动中也呈现位相变化,金星的位相变化相当明显,甚至肉眼可见,如图3-5所示。

5)凌日

若内行星在下合时又恰在黄道面附近,地球上就可以看到它从太阳圆面前经过,日面上出现一个移动的小黑点,这称为凌日。显然,内行星凌日发生的必要条件是:它与地球都位于轨道交点附近,即水星凌日可能发生在5月8日和11月10日左右,而金星凌日可能发生在6月8日和12月10日左右,平均每世纪发生13次水星凌日,例如,近几次水星凌日发生或将发生在2003年5月7日、2006年11月7日、2016年5月9日、2019年11月11日、2032年11月3日、2039年11月7日。金星凌日更少,从公元902年到2012年共发生34次,近两次发生在2004年6月8日、2012年6月6日;未来两次将发生在2117年12月11日和2125年12月8—9日。内行星凌日是稀奇天象,有一定的观测意义。例如,俄国人米哈伊尔·罗蒙诺索夫(Mikhail Lomonosov)观测1761年的金星凌日而证明它有大气,曾观测日面黑点来寻找水星轨道之内的行星,但至今却没有发现推想的这颗水内行星。

图3-5 金星的位相变化(d为角直径)

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