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2013年7月份,BBC的
一则新闻,谈到印度军方的一则乌龙事件,让天文爱好者们捶地爆笑了好久。整个事情大概是这样的:
自2012年8月开始,驻守中印边境西段拉达克地区的某印度安全部队发现,每天清晨,跟中国交界处的湖面上都有两枚明亮的飞行器低悬半空。印度军方遂怀疑这是中国方面部署的高空无人飞机在侦测他们。
此时正值两国边防会议期间,印方正式就此与中方进行交涉,中国方面予以否认。据印度一名匿名高官后来私下透露,中国方面还建议印军可将飞行物击落以正视听。但这名印度官员随后认为,由于这些不明飞行物飞行高度太大,印度军方难以击落。
印方开始动用所有手段进行详查。但在穷尽现有科技手段后,也未能辨别飞行物的性质。
对这所谓的“中国无人机侵犯印度领空”事件持续调查了半年,从12年8月至13年2月,所记录的不明飞行物事件多达329次,其中155次越过实际控制线“侵犯印度领土”。
最后任务交到了印度天体物理研究所的专家手里,他们鉴定出来这些“中国无人侦察机”是金星和木星。
(BBC新闻可参阅:http://t.cn/zQIFlpG)
考察这个乌龙事件背后的原因,可不是一句“三哥威武”就万事大吉了。类似的情况经常发生,不止是在印度:
比如13年年底,金星每天傍晚太阳落山之后出现在西南方的天空。当时微博上、百度知道上有N多网友拍照转发和提问,有的只是问这什么星星;但不少人怀疑看到了UFO(还好不是在传说中2012年底的世界末日,否则这么想的人可能会更多吧?)
刨去太阳和月亮这俩大块头不算,夜晚肉眼所见最亮的星星就是金星了,最亮时可达-4.5的视星等。比恒星中最亮的天狼星还亮15倍。
不过金星只能出现在黎明前或黄昏后的短暂时段里,而木星则可以贯穿整个长夜。它比金星弱一些,最大亮度可以达到-3等。(火星偶尔能接近这个亮度,但大多时候不如木星亮)
以它俩的亮度之高,远胜其他星星,看上去显得很大,容易被误识为距离很近,所以常被错认为近地目标。
由此引出以下几个问题: 1、星星的亮度怎么计算? 2、行星和恒星有何区别? 3、如何观看行星?
【一、星星的亮度怎么计算?】 古希腊有位天文学家,名叫喜帕恰斯(Hipparchus,另译为依巴古)。他做了件很牛叉的事儿:对不同亮度的星星做了个分类,挑出最亮的20颗,设为 1等星;肉眼刚刚能看见的最暗的那些星,设为6等星;中间再根据不同的亮度进行划分。用这种方法画出的星图,人们查找时,除了星星之间的布局,还可以用亮度作为参照,便于很快找到天空中对应的星星。
这个按亮度分级的理念被一直沿用下来,到了19世纪,天文学家们手里的仪器不断发展,可以定量测量天体的光度数值了。出生于诺丁汉的英国天文学家诺曼·罗伯特·普森(Norman Robert Pogson,1829年3月23日-1891年6月23日)对星星们的亮度进行了重新定义:
他测得那些一等星的亮度是六等星亮度的差不多100倍,就取整为100,然后将每两级星等之间,亮度的倍数关系也设为相等,也就是: 1等星比2等星亮2.512倍; 2等星比3等星亮2.512倍; 3等星比4等星亮2.512倍; 4等星比5等星亮2.512倍; 5等星比6等星亮2.512倍
根据这种方法,比一等星更亮的星星也可以计算亮度了: 比1等星亮2.512倍的是0等星 比0等星亮2.512倍的是-1等星 比-1等星亮2.512倍的是-2等星 …… 总之,数值越小,亮度越大。像太阳的亮度达到-26.71等,满月为-12.6等。要计算它们之间的亮度差异,就以两者相减得到其等级相差14.11,然后求2.512的14.11次方,可得太阳比满月亮44万倍。
以上的定义和数值,是为“视星等”,也就是按目视的效果测量的数值。另有“绝对星等”,在此暂且不提。
【二、行星和恒星有何区别?】 其次,它俩被人误识为不明觉厉飞行物还有一个原因:它们的行踪不定!
夜晚,我们所看到的星星,绝大多数都是恒星。它们最近的一个,距离我们也有4.2光年(约39.7万亿公里,为地球到月球之间距离的1亿倍以上)
这么远的距离,这些恒星在它们的一亩三分地上即使呼呼地跑了好长的距离,在地球看来也没太大变化,要积累很长时间才可能有点儿迹象。但以前没有照相机,没法把拍上几十年星图互相对比,测量精度也不够。所以认为星星们在天空中的位置保持恒定不变,而将它们称为“恒”星。
太阳系内的天体离地球近得多。它们的运动,在以“不动的恒星”为背景的对比下,很容易看出来。因此将它们称为“行”星。(运动最明显的是地球的卫星月球,一天就能跨过十几度的天区)
行星们运行的快慢各不相同,比如木星,12年左右才绕太阳跑一圈。在西方的星座体系下,黄道所经过的天区被划分为12个星宫,所以木星差不多每年走过一个星宫。西方人认为这象征着神王挨宫巡视,显得很威严。就把木星推选为众神之王朱庇特(Jupiter,对应于希腊神话中的宙斯)
在中国的天文体系里也有类似做法,中国把黄道所经天区划分为28星宿,土星的公转周期是29年左右和这差不多,中国人认为土星是逐年坐镇各星官,于是给土星取了个别名叫镇星。
由于行星们总是跑着,且速度各不相同。很多人平时不怎么关注夜空,忽然某次抬头一看,发现这儿出了个以前没有印象的异常亮星,就怀疑自己见到UFO了(印度军方也是因此产生误会的吧)。
恒星的布局常年不变,而月亮和行星的位置会不断变动,由此演绎出天宫聚散离合不断变化的大戏。比如五星汇聚、荧惑守心、金木合月等等,今后我们陆续介绍。
那么,在星图上没法标注的行星,需要怎么去观测呢?首先,需要经常了解行星的运行情况,现在的信息很发达,在手机上装一些星图软件,就可以随时查询,以及关注天文馆、天文社团等媒体的信息发布,也可以知晓。
其次,行星虽然行踪不定,但也不是满天空乱跑,它们只在一个比较狭窄的区域内运行。这就需要谈到黄道十二星座的重要性!
【三、行星的走廊】 现代人都知道地球是绕着太阳转的了,而且,太阳系的大行星们运动起来有三大特征: 1、同向性:都是从西往东转,或者说从北极往下看,都在沿逆时针方向绕太阳转 2、近圆性:虽然公转轨道是椭圆,但都非常接近圆形 3、共面性:这些公转轨道的平面接近于一个平面。
在地球上每天看到太阳和夜晚的恒星东升西落,这是地球的自转造成的;而地球的公转会使得太阳看起来像在恒星背景中缓缓移动。
如图: 地球从A点跑到B点再跑到C点,绕太阳公转。从地球上看过去,就像太阳从A'点走到B'点再走到C'点一样。 地球绕太阳公转一圈,看太阳像是在“不动的恒星”背景中也走了一圈,它所经过的路径就被称为黄道。
(图片来自网络) 由于这是一条想象中的路径,只能靠它附近的星星作为标志物来辨认。古人就把黄道附近看起来有点儿联系的星星划分为十二组,每组称为一个星座,并用假想的线条把它们连起来,称为“黄道十二星座”。
根据上面谈到的行星运动的共面性,行星不是满天空乱跑,而是在黄道附近来回溜达,黄道也就有了“行星的走廊”的称谓。
如果夜晚忽然看到什么特殊的亮星,而又在黄道星座区域,那很有可能是某颗行星(也可能是空间站或者铱星等人造天体,但它们动得很快)。但要知道是哪颗行星,没有恒定的方法,如前面所言,只能靠长期对它们保持关注,积累观测的经验,才能做到提前预知,准时收看。
比如: 水星,只可能在黎明前和日落后,短暂地出现在地平线附近; 金星,前面谈到了,最亮,且也只能出现在黎明前和日落后,延续的时间和高度都比水星高,但不会延迟到后半夜; 火星,红色或橙色的特征很明显; 木星,一年经过一个星座,如去年,它运行于双子座,今年运行于巨蟹座,明年会在狮子座里,等等; 土星,也很明亮,但跑得最慢,最近几年都会在天秤座和天蝎座附近转悠,出现的时间也就跟这俩星座一样,夏天出现;
【顺带讲一下为何水星和金星只会出现在黎明前和日落后的短暂时段】 如下图所示(并非严格按比例):图中某观测者位于A点位置,根据地球自转方向,容易判断出,他即将告别太阳进入黑夜,这是黄昏时刻。当刚转入一点黑暗区域,看到太阳下山时,光芒收敛,他就能看到金星和水星(图中水1、金1)。
当其完全转入黑暗,到达B点位置时,是为深夜,此人将只能看到地球轨道以外的天体。由于水星和金星的轨道在地球轨道以内,他就无法看到了。
从 B点再运行到C点位置时,他即将迎来阳光的照耀,所以这是黎明时刻。太阳升起之前,他可以看到水星和金星(图中水2、金2)。当他完全进入光明区域时,太阳的亮度很大(-26.71等)就会掩盖住它们的光芒。(印度军方恍然大悟:我说怎么日出以后这无人飞机就不见了呐!)
注意: 1、图中在地球上的A点一晚上随地球转到C点,但水星金星要从水1跑到水2、金1跑到金2,则需要数十天不等。比如13年年底,金星在金1的位置,日落后出现在西南方。但经过一冬的运行,它从地球和太阳之间穿过,跑到了金2的位置,每天凌晨高挂晨曦,就成为了“启明星”。 2、图中没有画出木星将会跑到其轨道的对面,与金星同时观测到的示意图,请各位自行脑补。
本帖内容为牧夫网友投稿,内容参考了BBC新闻及国内一些网络汇总资料。 |