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请定好您的闹钟,周五早上,东方夜空可赏水星,为最佳观赏时机

3月20日(周五)早上,也就是天亮之前朝向东方看水星的身影

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水星在早间星空到达最高点

正如在昆明所观测到的,水星在天空中于2020年2月到4月的早晨初现时,到达它的最高点。水星到达最高点时光芒四射,它闪耀的光芒可达到0.2亮度。从昆明观测结果显示,在2020年3月24日日出时,水星将在地平线上16°达到最高高度。水星初现这一现象将不会是最突出和最难观测的现象之一。

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现有图表可显示水星和太阳在最大伸长期时的角间距大小。

水星观测

水星环绕的轨道比地球的轨道更接近太阳,这意味着水星看起来距太阳很近,其实它大部分时间消失在太阳刺眼的光芒下。水星和太阳的距离最大的时刻被称为最大伸长时刻(大距,下同)。它是可以被观测到的,但每次只有在短短几天之内才能被观测到。水星初现现象在早晚天空中交替出现且大概每3-4月重复一次。这取决于水星是位于太阳的东部还是西部。

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当水星位于太阳东部时,它在太阳升起后升起,又在很短的时间内落下,在傍晚的暮色中可见。反之,当水星位于太阳西部时,它在太阳升起前升起,之后在很短的时间内落下,在日出前短时间内能够看到。然而,一年中有些时候比其他时候更加适合观测水星。从昆明观测结果来看,水星将在每天清晨日出时,在地平线上16°-17°到达最高高度。

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水星将在何时达到最大高度取决于它是否处在一年内的某些特定时刻。例如,在2020年2-4月水星初现期间,它将在2020年3月24日日出时在地平线上16°处到达最大高度。水星在一年内的轮回变化是由两个因素共同造成的。

黄道线与地平线的倾角

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黄道线与地平线的倾角在一年中的变化,会影响到靠近太阳的行星在天空中出现的高度。

水星总是位于一条横贯天空被称为黄道线的直线附近,它在行星仪上以黄色显示。黄道线描绘了太阳每年通过黄道带星座的轨迹,并显示了地球绕太阳公转的平面。因为所有的行星都在几乎完全相同的平面上围绕太阳运行,所以它们也会靠近其他行星的轨道平面。当水星远离太阳时,它是沿着黄道线与太阳分离的。

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但在一年不同时期的日出时,黄道线与地平线相交的角度也不同。这就导致即使水星与太阳的距离是恒定的,但它出现在地平线上的高度也不同。如果黄道与地平线以一个很小的角度相交,那么水星必须与太阳非常遥远的距离才能出现在地平线之上。相反,如果黄道线几乎垂直于地平线,那么即使水星离太阳很近,它在天空中也会显得很高。

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这种现象是由季节变化规律的,春分日落时黄道线与地平线形成最大的角度——此时在北半球是3月,在南半球是9月。相反,它在秋分日落时以其最小的角度与地平线相交。因为北半球和南半球的季节是相反的,通常水星在一个半球的显现会导致在另一个半球难显现。在春、秋分日的日出时,这些现象是颠倒的,黄道线在秋分时与地平线的角度最大,在春分时与地平线的角度最浅。

水星的椭圆轨道

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水星、金星和地球的轨道,按比例绘制。水星的轨道明显是非圆形的。

在行星中,水星的次级效应不太寻常,因为它拥有一个非常明显的非圆性轨道。水星从距离太阳最近的地方(近日点,图中标为P)到距离太阳最远的地方(远日点,图中标为A)的过程中,与太阳的距离可以产生52%的变化。

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这意味着水星在大距时与太阳的角距会有不同,取决于它在轨道上相对于近日点或远日点的位置。在9月中旬和3月中旬,地球处于侧面观测水星轨道长轴的有利位置。

所以,如果水星出现在9月中旬傍晚的天空,或者出现在3月中旬清晨的天空,那么水星就会比平时距离太阳更远。具体而言,在每一个可见期中,水星与太阳的角距能达到18°至28°之间。在水星的2月到4月的可见期中,它会达到太阳以西的27°最大角距,也就是西大距。

水星可见期的最优时间

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上图标明了从2000年至2050年间,水星白日里所有可见期的最大高度,并制作了关于一年中哪一天西大距会出现的函数。不同的颜色表明从不同维度观察到的高度。点击查看详情。

尽管黄道和地平线的倾角更显著,但是上面描述的两个效应具有相似的重要性。它们合起来使得水星更容易从南半球观察到,而不是北半球。

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在南半球,当黄道面顺利倾向地平线时出现的水星可见期,也伴随着水星靠近远日点而出现的可见期。很不幸的是在北半球,相反的状况被证实了:当黄道面倾斜时,水星也靠向远日点。

上图表基于从地球上不同维度范围观察的结果,表明了水星在2000年到2050年所有白日可见期的最大高度。只有从南半球观察,才能看到最高地平高度。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.不化の雪人, , 云锦 ,镜花飞舞-in-the-sky

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