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3月20日(週五)早上,也就是天亮之前朝向東方看水星的身影

水星在早間星空到達最高點

正如在昆明所觀測到的,水星在天空中於2020年2月到4月的早晨初現時,到達它的最高點。水星到達最高點時光芒四射,它閃耀的光芒可達到0.2亮度。從昆明觀測結果顯示,在2020年3月24日日出時,水星將在地平線上16°達到最高高度。水星初現這一現象將不會是最突出和最難觀測的現象之一。

現有圖表可顯示水星和太陽在最大伸長期時的角間距大小。

水星觀測

水星環繞的軌道比地球的軌道更接近太陽,這意味著水星看起來距太陽很近,其實它大部分時間消失在太陽刺眼的光芒下。水星和太陽的距離最大的時刻被稱為最大伸長時刻(大距,下同)。它是可以被觀測到的,但每次只有在短短几天之內才能被觀測到。水星初現現象在早晚天空中交替出現且大概每3-4月重複一次。這取決於水星是位於太陽的東部還是西部。

當水星位於太陽東部時,它在太陽升起後升起,又在很短的時間內落下,在傍晚的暮色中可見。反之,當水星位於太陽西部時,它在太陽升起前升起,之後在很短的時間內落下,在日出前短時間內能夠看到。然而,一年中有些時候比其他時候更加適合觀測水星。從昆明觀測結果來看,水星將在每天清晨日出時,在地平線上16°-17°到達最高高度。

水星將在何時達到最大高度取決於它是否處在一年內的某些特定時刻。例如,在2020年2-4月水星初現期間,它將在2020年3月24日日出時在地平線上16°處到達最大高度。水星在一年內的輪迴變化是由兩個因素共同造成的。

黃道線與地平線的傾角

黃道線與地平線的傾角在一年中的變化,會影響到靠近太陽的行星在天空中出現的高度。

水星總是位於一條橫貫天空被稱為黃道線的直線附近,它在行星儀上以黃色顯示。黃道線描繪了太陽每年通過黃道帶星座的軌跡,並顯示了地球繞太陽公轉的平面。因為所有的行星都在幾乎完全相同的平面上圍繞太陽執行,所以它們也會靠近其他行星的軌道平面。當水星遠離太陽時,它是沿著黃道線與太陽分離的。

但在一年不同時期的日出時,黃道線與地平線相交的角度也不同。這就導致即使水星與太陽的距離是恆定的,但它出現在地平線上的高度也不同。如果黃道與地平線以一個很小的角度相交,那麼水星必須與太陽非常遙遠的距離才能出現在地平線之上。相反,如果黃道線幾乎垂直於地平線,那麼即使水星離太陽很近,它在天空中也會顯得很高。

這種現象是由季節變化規律的,春分日落時黃道線與地平線形成最大的角度——此時在北半球是3月,在南半球是9月。相反,它在秋分日落時以其最小的角度與地平線相交。因為北半球和南半球的季節是相反的,通常水星在一個半球的顯現會導致在另一個半球難顯現。在春、秋分日的日出時,這些現象是顛倒的,黃道線在秋分時與地平線的角度最大,在春分時與地平線的角度最淺。

水星的橢圓軌道

水星、金星和地球的軌道,按比例繪製。水星的軌道明顯是非圓形的。

在行星中,水星的次級效應不太尋常,因為它擁有一個非常明顯的非圓性軌道。水星從距離太陽最近的地方(近日點,圖中標為P)到距離太陽最遠的地方(遠日點,圖中標為A)的過程中,與太陽的距離可以產生52%的變化。

這意味著水星在大距時與太陽的角距會有不同,取決於它在軌道上相對於近日點或遠日點的位置。在9月中旬和3月中旬,地球處於側面觀測水星軌道長軸的有利位置。

所以,如果水星出現在9月中旬傍晚的天空,或者出現在3月中旬清晨的天空,那麼水星就會比平時距離太陽更遠。具體而言,在每一個可見期中,水星與太陽的角距能達到18°至28°之間。在水星的2月到4月的可見期中,它會達到太陽以西的27°最大角距,也就是西大距。

水星可見期的最優時間

上圖示明了從2000年至2050年間,水星白日裡所有可見期的最大高度,並製作了關於一年中哪一天西大距會出現的函式。不同的顏色表明從不同維度觀察到的高度。點選檢視詳情。

儘管黃道和地平線的傾角更顯著,但是上面描述的兩個效應具有相似的重要性。它們合起來使得水星更容易從南半球觀察到,而不是北半球。

在南半球,當黃道面順利傾向地平線時出現的水星可見期,也伴隨著水星靠近遠日點而出現的可見期。很不幸的是在北半球,相反的狀況被證實了:當黃道面傾斜時,水星也靠向遠日點。

上圖表基於從地球上不同維度範圍觀察的結果,表明了水星在2000年到2050年所有白日可見期的最大高度。只有從南半球觀察,才能看到最高地平高度。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.不化の雪人, , 雲錦 ,鏡花飛舞-in-the-sky

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