天象预告 | 土星冲日,观测“夜空草帽”的机会来啦
发布时间:2021年07月30日
下周可关注的天象是发生在8月2日14点的土星冲日。另外月亮将在8月2日16点过远地点,朔月出现在8月8日22点。
土星冲日
什么是土星冲日呢?我们知道,土星在地球轨道之外围绕太阳运行,称为地外行星。外行星还包括火星、木星、天王星和海王星。外行星在天上运行的过程中,和太阳、地球的位置关系不断发生着变化。我们在地球上看到它们在天空中出现的时间和位置也不断在变化。当地球运行到外行星和太阳之间时,此时这颗外行星和地球、太阳处在一条直线上。从地球上看起来,这两个天体遥遥相对,一个升起一个落下,用天文术语说这颗外行星和太阳的黄经相差180度,此时就是这颗行星的冲日。
冲日只会发生在外行星身上,水星、金星这两颗内行星就不会发生冲日,因为它们在地球轨道之内运行,永远不会跑到地球轨道外边去。因此,土星冲日并不是土星冲到太阳那儿去了,恰恰相反,冲日时土星和太阳在天上差了大约180度,是角距离最远的时候。就像满月时太阳、月亮和地球的位置关系一样。冲日时土星到地球的距离最近、亮度最亮,整夜出现在天上,是最佳的观测机会。
8月2日傍晚 土星位置示意图(地点:北京)
图源:星图软件
8月2日土星冲日时位于摩羯座。亮度达到0.2等,非常明亮,只比织女星稍暗一些。冲日前后一段时间是观测土星的最好的时机。
天黑后土星就会从东南方升起,随着时间推移,逐渐升高,午夜时分运行到天空的正南方,位置最高,后半夜逐渐偏向西方,天亮前从西南方地平线落下,整夜都可以观测。
在土星升起后约1个小时,明亮的木星也将随后升起。木星比土星还要亮得多,接近-3等,它将在今年8月20日冲日。
土星
土星到太阳的距离在太阳系的行星中排在第六位,是人们用肉眼所能轻易看到的最远的一颗行星。土星的公转轨道半径稍大于9.5个天文单位,大约是14亿千米。在1781年发现天王星之前,一直被当做是太阳系的边界。由于距离太阳较远,土星在轨道上运行的平均速度只有约9.6千米/秒,绕太阳一周大约要用29年半,是五大行星中在天空中运动最慢的一个。
土星在中国古代也称为镇星。土星的英文名称则是来自于罗马神话中的农业之神萨图恩。萨图恩相当于希腊神话中的第二代天神克罗诺斯,他在推翻了自己的父亲第一代天神乌拉诺斯之后登上天神的宝座,后来又被自己的儿子宙斯推翻下台。
土星 图源:星图软件
土星属于气态巨行星,个头在太阳系的行星中居第二位,仅比木星稍小。土星赤道方向的直径是地球直径的九倍半,体积是地球的七百多倍。但是土星的平均密度很小,每立方厘米只有不到0.7克,比水的密度还要小,因此它的质量只有地球的95倍。土星的自转速度特别快,大约10个半小时自转一周。由于自转速度很快,所以土星看起来是一个明显发扁的球体,它的两极直径和赤道直径之比为0.912。
土星光环
土星是望远镜中看起来最漂亮的天体,因为它有一个美丽的光环。用30倍左右的望远镜就可以明显看出土星的光环,如果望远镜放大到100倍以上,就可以把光环看得非常清晰。
土星光环位于土星的赤道面上,由于土星赤道面与它绕太阳公转的轨道平面之间有个27°左右的夹角,这造成了从地球上看起来,土星光环样子在逐渐变化。有时光环张得很开,就像一顶漂亮的宽边草帽。有时光环又很窄,变成一条直线。有时甚至会消失不见,即使是最好的望远镜也难找到它的影子。
最早观测到土星光环的是意大利伟大的科学家伽利略。他在1610年用自己制作的望远镜观测到土星两边有奇怪的附属物,当时正是土星光环将要闭合的时候,看不出环的样子。他认为这是土星两旁的两颗小星。两年后小星消失了。不过,到1616年伽利略又看到了它们,但始终没有搞清楚它们到底是什么东西。直到几十年后,荷兰天文学家惠更斯证实它们是和土星本体分离开的光环,并解释了光环隐现的原因。1856年,英国物理学家麦克斯韦从理论上证实了土星光环的结构,认为土星环不是固体物质环,而是由无数独立的小颗粒构成,它们都在土星赤道面上绕土星旋转。
立秋
8月7日立秋,立秋是二十四节气中的第13个节气,也是秋季第一个节气,此时太阳到达黄经135°。立秋的“立”是开始的意思。意味着炎热的夏天即将过去,秋天将要来临。当然这时并不是秋天真的已经到来了,立秋过后一时暑气难消,还有“秋老虎”的余威,因为立秋还在三伏天之中,立秋过后还有三伏中的末伏,今年末伏第一天是8月10日,在立秋之后三天。
文章作者:北京天文馆 寇文