今年,土星在2019年10月7日到達東正交處。根據定義,當一顆外行星(如土星)位於太陽東邊90度的空中,稱作東方照。月球在它的第一個四分之一相位時到達東正交處(太陽的東面90°方位)。月球最近顯示了它的第一個四分之一相位(東正交)當它在2019年10月5日與土星緊密相靠時。接下來的幾個晚上--10月6日和7日,你可以依靠明亮的盈凸月的發光面找到土星,正如上面的天空圖所示。
圖解:10月6日晚土星、月亮、木星以及其它天體的位置示意圖
如果你能俯視太陽系的平面,當土星向東轉動時,你就會看到太陽-地球-土星在太空中形成了一個直角,地球處於90度角的頂點。
圖解:這張圖近似地描繪了火星方照的比例。但土星與太陽的平均距離是地日距離的9.5倍--熟知為某種天文單位。滾動到這篇文章的底部以獲得更接近比例的圖表。
因為土星位於太陽東面90度,土星將在太陽升空約6小時正午(日出和日落中間)到達最高點。看看太陽和土星何時在你的天空中爬到高處。
大約三個月前--在2019年7月9日--土星衝日(與太陽呈180°或者說在地球的天空中與太陽相對)如果你當時俯視太陽系平面,你就會看到太陽,地球和土星在太空中形成一條直線。在對面。一個天體在午夜(日落和日出的中間)爬上空中的最高點。
衝日和東方照只能發生於太陽系中地球軌道外側圍繞太陽公轉的天體。在地球軌道內側圍繞太陽公轉的行星(如金星和水星)永遠也無法實現衝日和東方照的條件。相反,它們總是留在太陽附近,正如我們從地球上看到的那樣。所以,我們在日出前的東方或日落後的西方都能看到它們。
土星衝日和土星方照使得這個有創新精神的天文學家哥白尼(1473-1543)計算出了土日距離。哥白尼是通過做圖的方式描繪了土星(和地球)從衝日到方照方向位置的改變來進行計算的。同時,他推測土星與地球都是以太陽為中心進行公轉。
通過使用天文單位,即日地距離,作為基線,靠著神奇的幾何學哥白尼弄明白了土星離太陽的相對距離!
圖解:從上圖可知,衝日僅發生於位於地球軌道外側的太陽系天體。如何得知今年行星衝日和方照的具體時間呢?
我們在這裡舉一個關於哥白尼如何完成他那智慧又充滿探索性工作的例子。在這90天裡,即2019年7月9日的土星衝日到同年10月7日土星方照的這段時間,地球已沿著360°的圓形軌道繞太陽公轉了87°。
與此同時,相比地球,土星只沿著它自身的公轉軌道運行了3°。我們能清楚的知道土星轉了多少度是因為土星繞日一週需要大約10,759天。因此,在這90天裡,土星一定移動了大約3°(公式:90/10,759×360=3°)。在東方照出現時,以太陽為頂點,地球和土星分別連線太陽產生的夾角角度必為84°(公式:87-3=84),正如下圖所示;因此,土星為頂點分別與地球和太陽連線產生的夾角角度必為6°(公式:90-84=6).由三角函式可得,土日距離略高於9.5個天文單位。
鳥瞰2019年10月7日土星東方照
如果我們能在2019年10月7日朝下看到太陽系平面的話,我們將看到太空三者組成了一個直角三角形,其中地球所在的頂角為90°。三角形中,以太陽為頂角的角度為84°,以土星為頂角的角度為6°。
接下來的兩天,即2019年10月6日和7號,可以利用月亮照亮的那一面來找到土星,它與大陽在天空相距90°。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Bruce McClure- earthsky-菠蘿幻境 :早早皿 :落葉喬