金星凌日

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金星凌日是指位於太陽地球之間的行星金星直接從太陽的前方掠過,成為太阳表面的可見暗斑 (並且遮蔽一小部分太阳对地辐射)的天文现象。當日发生時,從地球可以看見金星是在太陽表面上移動的一個黑色暗斑。這類凌日的時間通常以小時计 (2004年和2012年的金星凌日持续的时间都超過6小時)。凌日類似於月球造成的日食。雖然金星的直徑幾乎是月球的4倍,但是因為它比月球更遠離地球,並且通過太陽前方的速度也比月球慢,因此以在太陽前掠过时形状更小、速度更慢。通过觀察金星凌日,科學家可以利用視差的原理計算太陽和地球之間的距離。

金星凌日是罕見但可以預測的天文現象。它們以243年的週期重複相同的模式。金星凌日发生的模式是“成双成对”的,相邻的“一对”金星凌日事件之间間隔8年,而不同的“两对”事件之间则有漫長的121.5年和105.5年的间隔。這種週期性反應出地球和金星公轉週期的8:13和243:395軌道共振的事實[1][2]

最近的一對金星凌日事件是2004年6月8日2012年6月5-6日。之前的一對是1874年12月和1882年12月,而在2012年之後,下一對的金星凌日会發生在2117年和2125年的12月[3][4]

要安全地觀測金星凌日,可以采用和观测日偏食时相似的保护眼睛措施。如果不做安全保護措施就直視太陽表面(光球)的话,會迅速對眼睛造成永久性的嚴重傷害[5]

简介[编辑]

金星凌日和地球公轉軌道平面的關係圖,兩平面的夾角造成金星凌日的現象。

尽管太阳、金星和地球每隔584天就会大致排成一线,但金星繞日公轉的軌道平面對黃道面 (地球繞日公轉的軌道平面) 成3.4度的倾角,因此在金星、太阳和地球三者大约成一直线的時候,金星通常是從太陽的上方或下方通過[6]。只有在金星下合的時候經過與黃道平面的交點,金星通過黃道面,才會發生凌日的現象。雖然軌道平面的傾斜只有3.4°,但是當下合時,金星可以在太陽上方 (或下方) 9.6°遠處[7]。由於太陽的角直徑大約是0.5°,因此金星在下合時可以遠離太陽達到18倍的太陽視直徑[6]

金星凌日的一種模式是以243年的序列週期重複著:在相隔8年之後,間隔121.5年,再一個8年的間隔(每8個地球公轉周期約與13個金星公轉周期等長),然後再經過105.5年。這種243年的模式是因為243個地球恆星週期 (365.25636天,比回歸年長一些) 是88,757.3天,與395個金星恆星年 (224.701天) 的88,756.9天,非常接近。因此在經過這個週期後,金星和地球都回到幾乎相同的軌道相對位置上。這個週期時間相當於152個金星的會合週期[8]

歷史[编辑]

古代和中世紀[编辑]

Cuneiform clay tablet of observations
新亞述時期阿米撒杜卡的契形文字黏土板上對"金星的星占預測。Ref:K.160 .

古希臘古埃及巴比倫中國的觀測者都知道金星和記錄行星的運動。早期希臘人認為出現在早上和黃昏的金星是不同的兩顆行星-赫斯珀勒斯是昏星,佛斯福勒斯是晨星[9]畢達哥拉斯確認它們是同一顆行星。但是沒有證據表明這些文明古國知道凌日的現象或事件。金星在古美洲文化是很重要的,特別是瑪雅文化,他們稱它是Noh Ek,“大亮星”或Xux Ek,“暴躁之星”[10];他們將金星具體化成為她們的神:库库尔坎(在墨西哥的其它地區也稱為Gukumatz魁札尔科亚特尔,是有著羽毛的蛇神)。在德累斯頓法典,瑪雅人繪製了完整的金星週期,儘管她們對金星的路徑有著精確的知識,但並沒有提到凌日[11]

最早关于金星凌日现象的记载来自阿拉伯自然科学家哲学家法拉比。他在一张羊皮纸上写道:“我看见了金星,它像太阳面庞上的一粒胎痣。”如果这是真实的,那么,法拉比看到的是在910年11月24日发生的金星凌日。

17世纪,英国天文学家爱德蒙·哈雷最早提出了观测方法。最早成功预报金星凌日的是德国天文学家开普勒。他成功预言了在1631年12月7日发生的金星凌日。1761年发生的金星凌日,使俄国天文学家罗蒙诺索夫发现了金星大气,这是人类第一次知道除地球以外有大气的行星

金星凌日屬於凶兆,在中國古代以為是皇权被侵犯。1874年,發生金星凌日,這一年清穆宗(同治)驾崩,由清德宗(光绪)继位,慈禧太后垂帘听政。

2004年6月8日金星凌日[编辑]

2004年6月8日金星凌日是21世纪第一次金星凌日。

上一次金星凌日发生在1882年12月6日。

2012年6月5日至6日金星凌日[编辑]

发生于2012年6月6日的金星凌日,最左侧的圆形黑点是金星,其他黑色斑点是太阳黑子
2012年6月6日使用太陽濾片所拍攝的金星凌日序列,左下角小黑點是金星,太陽盤面上其餘黑點為當日的太陽黑子

2012年6月5日至6日的金星凌日是21世纪一组金星凌日中的第二次,下一组金星凌日将于2117年和2125年方才出现。2012年的这次金星凌日将给科学家再次带来珍贵的研究机遇。这次的观测会给外太阳系行星的研究提供宝贵的经验与资料。2012年金星凌日的研究内容包括:

  • 和2004年的金星凌日不同的是,2012年恰巧是太阳活动活跃的年份,这就给了天文学家一次获得经验的机会:通过这次观测,天文学家可以总结观测活跃的恒星的经验,应用在系外行星的观测中。
  • 哈勃太空望远镜会观测金星凌日发生时,月球表面反射光线的变化情况,从而对其与进行掠过太阳表面的过程进行比对,得出可靠推论。获得探测系外行星必需的宝贵经验。

地球之外的金星凌日[编辑]

火星木星土星天王星海王星同樣有金星凌日之天文現象,可参见金星凌日 (火星)金星凌日 (木星)金星凌日 (土星)金星凌日 (天王星)金星凌日 (海王星)

金星凌日列表[编辑]

過去的金星凌日
金星凌日
金星凌日
日期
時間(UTC) Transit Path
(HM Nautical
Almanac Office)
初凌 凌甚 復圓
1396年11月23日 15:45 19:27 23:09 [1]
1518年5月25–26日 22:46
5月25日
01:56
5月26日
05:07
5月26日
[2]
1526年5月23日 16:12 19:35 21:48 [3]
1631年12月7日 03:51 05:19 06:47 [4]
1639年12月4日 14:57 18:25 21:54 [5]
1761年6月6日 02:02 05:19 08:37 [6]
1769年6月3 - 4日 19:15
6月3日
22:25
6月3日
01:35
6月4日
[7]
1874年12月9日 01:49 04:07 06:26 [8]
1882年12月6日 13:57 17:06 20:15 [9]
2004年6月8日 05:13 08:20 11:26 [10]
2012年6月5 - 6日 22:09
6月5日
01:29
6月6日
04:49
6月6日
[11]
未來的金星凌日
金星凌日
金星凌日
日期
時間(UTC) Transit Path
(HM Nautical
Almanac Office)
初凌 凌甚 復圓
2117年12月10–11日 23:58
12月10日
02:48
12月11日
05:38
12月11日
[12]
2125年12月8日 13:15 16:01 18:48 [13]
2247年6月11日 08:42 11:33 14:25 [14]
2255年6月9日 01:08 04:38 08:08 [15]
2360年12月12–13日 22:32
12月12日
01:44
12月13日
04:56
12月13日
[16]
2368年12月10日 12:29 14:45 17:01 [17]
2490年6月12日 11:39 14:17 16:55 [18]
2498年6月10日 03:48 07:25 11:02 [19]

相關條目[编辑]

進階讀物[编辑]

  • Maor, Eli. Venus in Transit. Princeton: Princeton University Press. 2000. ISBN 0-691-11589-3. 
  • Sheehan, William; Westfall, John. The Transits of Venus. Amherst, New York: Prometheus Books. 2004. ISBN 1-59102-175-8. 
  • Sellers, David. The Transit of Venus: The Quest to Find the True Distance of the Sun. Leeds, UK: Magavelda Press. 2001. ISBN 0-9541013-0-8. 
  • Maunder, Michael; Moore, Patrick. Transit — When Planets Cross the Sun. London: Springer -Verlaf. 2000. ISBN 1-85233-621-8. 

相关链接[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ Langford, Peter M. Transits of Venus. La Société Guernesiaise Astronomy Section web site. Astronomical Society of the Channel Island of Guernsey. September 1998 [2012-03-01]. 
  2. ^ Shortt, David. Some Details About Transits of Venus. Planetary Society web site. The Planetary Society. 2012-05-22 [2012-05-22]. 
  3. ^ John E. Westfall. June 8, 2004:The Transit of Venus. 2003-11 [25 September 2006]. (原始内容存档于August 8, 2007). 
  4. ^ Westfall, John E. June 8, 2004:The Transit of Venus. alpo-astronomy.org. [December 8, 2009]. 
  5. ^ Transit of Venus — Safety. University of Central Lancashire. [21 September 2006]. 
  6. ^ 6.0 6.1 Venus compared to Earth. European Space Agency. 2000 [25 September 2006]. 
  7. ^ Juergen Giesen. Transit Motion Applet. 2003 [26 September 2006]. 
  8. ^ Fred Espenak. Transits of Venus, Six Millennium Catalog: 2000 BCE to 4000 CE. NASA. 2004-02-11 [21 September 2006]. 
  9. ^ Paul Rincon. Planet Venus: Earth's 'evil twin'. BBC. 2005-11-07 [25 September 2006]. 
  10. ^ Morley, Sylvanus G.. The Ancient Maya 5th. Stanford Univ Press. 1994. ISBN 978-0-8047-2310-7. 
  11. ^ Bohumil Böhm and Vladimir Böhm. The Dresden Codex — the Book of Mayan Astronomy. [25 September 2006].