直播:2020土星冲日(这是一个让天文爱好者兴奋的日子)

土星将处于人马座内,位置十分利于观测。届时大部分夜晚土星都可见,大约于当地时间午夜时分到达其天空最高点。

图解:7月10日的土星冲日星图

对于昆明来说,土星将于20:43至05:38可见。它将出现于20:43分左右,那时它自东南方地平线升至高度为10°之处。土星于01:13到达其天空最高点,即地平线上42°。随着土星沉入低于东南地平线上10°之处,它于05:38左右消失不见。

图解:土星和地球大小的概略比较。

土星冲日

当土星出现在中天时,几乎也是与地球‘、太阳成一条直线,这是绝佳的(近地)位置。太阳在午夜到达其距离地平线下最远处(下中天),此时太阳正对面(背面)的便是天空中最高点。土星相邻两次冲日的时间间隔约为378天。

图解:卡西尼号看见的土星,通过环看见的土星呈现蓝色。

几乎在土星经过“冲”这个位置之时,它也将离地球最近,即处于“近地点”,因此它看起来最亮也最大。

这个现象发生的原因是,是当天空中土星位于(中间隔了个地球)太阳的对面时,太阳系的一部分排成了直线,因此土星、地球和太阳组成了一条直线,地球处于中间,并和太阳一样位于土星的同一侧。

图解:土星环是太阳系中最引人注目的景象(这张影像是卡西尼太空船在2007年拍摄的)。

然而实际上,土星在太阳系中运行于比地球远得多的地方——土星与太阳的平均距离是日地平均距离的9.56倍,并且它的角大小在“冲”时差别并不是很大。

这种情况下,土星将位于9.03天文单位之外,其光环直径将有18.4弧秒(也叫角秒,1弧秒即角度1度的1/3600),星等为0.1。然而,即使它在最靠近地球处,土星看起来也仅是一颗星星般的小光点而已,没有望远镜的辅助要将它辨认出来是不可能的。

土星的光环

在这次土星冲日中,土星的光以24度倾角对着我们,几乎达到最大值。我们可以看到一个很大的光环。

图解:土星冲日的日期及模拟影象:2001年-2029年

黑线标记了我们以地球视线所看到的土星环的倾斜角度。负角代表着北极朝我们倾斜,正角则代表我们看得见南极。角度接近零意味着土星环此时看起来像一条直线,而这就是环的边缘。

红线代表着以太阳的视线来观察土星的倾斜角度。当角度接近零时,有趣的现象发生了:如果太阳照亮了环的一侧,我们就可同时看到环背对太阳的另一侧。此刻,我们能看到并未被照亮的另一侧土星环。

冲日效应

土星环变亮是因为它是由冰晶颗粒所构成的,这片冰粒的海洋通常由太阳在与我们略有不同的视角照亮,所以我们能看到一些闪烁的颗粒和暗藏在其他颗粒阴影下的冰粒。

在快要冲日的时候,然而,那些冰粒被太阳照亮的方向恰好是我们观察它们的同方向,这意味着我们能在阴影中看到的冰粒极少。

冲日后几周的土星

在冲日过后的几周里,土星每晚都会比前一晚早4分钟将到达天空的最高点,然后逐渐隐退于黎明前的天空。同时,在接下来的一个多月里,夜晚的星空持续可见土星。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. in-the-sky

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