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2014精彩天象早知道

2014-10-11

天文爱好者 2014年1期
关键词:月食流星雨水星

□ 李 昕

2014精彩天象早知道

□ 李 昕

诸多天象中,最重要的非日食和月食莫属,而其中日全食可谓天象之王,为每个天文爱好者所向往。遗憾的是,2014年全球范围内都没有日全食发生,大家要想观测则要等到2015年3月20日,届时一次日全食将在北冰洋上演。2014年共有两次日食和两次月食,日食包括1次日环食和1次日偏食,而这两次日食我国都不可见。两次月食则都是月全食,其中10月8日的那次我国可见,但只有部分地区观测条件尚可。

【4月15日】>>月全食

2014年的第一次月全食发生在北京时间4月15日,主要的可见区域有北美洲大部、南美洲西南部、太平洋海域以及南极洲。半影月食开始于北京时间12时52分,初亏时刻为13时58分,食既开始于15时06分,食甚发生于15时46分,生光时刻为16时25分。由于本次月食月面中心距离地影中心不是很近,食分只有1.29,全食持续的时间也不太长。直到17时33分复圆时刻,我国全境月球都没有升起。最后的半影月食结束于18时39分,我国只有东部不多的地区在此之前能看到月亮。

【4月29日】>>日环食

月球绕地球公转的轨道我们称之为白道,在天球上,白道与太阳周年视运动的轨道——黄道是两个不重合的大圆,它们有两个交点,即升交点和降交点。如果太阳和月球同时位于一个交点附近,就会发生日食。而在此之前或之后的半个月左右,月球运动到另一个交点附近时,就有可能会发生月食。这也就是日食和月食往往相隔半个月发生的原因。4月15日月全食发生14天后,在遥远的南极洲大陆,有一块极小的区域可以观测到一次日环食,而在印度洋东南部、亚州极东南部、大洋洲西部和南极洲部分地区可以观测到日偏食。

本次日食开始于北京时间4月29日11时53分,结束于16时15分。可见环食区域是一个很小的扇形,食分最大地点的太阳高度很低,只能看到1分钟左右的日环食。

2014年4月29日日环食(东经120°标准时)

日出前的月食。Roger N. Clark 2011年12月10日摄于美国科罗拉多州。

不知不觉,2014年的日历已经翻开,新一年的精彩天象也将逐一上演。下面就来列数一下2014年重要的天象信息,希望能为大家的天文观测提供一些帮助。

【10月8日】>>月全食

月全食发生时,只有经地球大气折射的波长较长的太阳光会照射到月面上,这时的月亮会明显变成红铜色,呈现出另一种美。相信2011年12月10日那次壮观的月全食至今还令大家印象深刻,而在2014年,又一次月全食将在我国可见。

2014年10月8日的这次月全食食分其实还不及4月15日那次,只有1.17,这也意味着全食持续时间更短。但幸运的是全食发生时,我国除新疆、西藏西部以外的大部分地区月球都已升起,而越往东观测条件越好。这次月食,在亚洲大部、印度洋东部、北冰洋、太平洋、南极洲极小部分、北美洲大部、南美洲西部和大西洋西部可以看到。半影月食开始于16时14分,此时我国境内还不可观测。到17时14分初亏时我国东北大部分地区月球就已升起。全食阶段开始于18时25分,这时我国东部大部分地区都可以观测了。全食持续将近1个小时,到19时25分生光时,北京地区月球的地平高度已达19°左右。到了20时35分复圆时刻,我国全境就都能观测了。月偏食阶段的前后都会伴有半影月食,但此时我们只能感受到月面亮度较正常满月时稍有减弱,观测价值并不大。本次月食最后的半影月食将在21时35分结束。

2011年12月10日月全食,笔者拍摄于北京天文馆。

需要提醒大家的是,由于地球大气的存在,地球本影和半影并无非常明确的边界,因此在月食的几个关键时间点上,我们也不会观测到月面有明显的突变,这点与日食有很大区别。

【10月24日】>>日偏食

2014年10月24日日偏食(东经120°标准时)

2014年的最后一次日食,是发生在北京时间10月24日的日偏食。可惜本次日食继续与我国无缘,北美洲大部可观测偏食全过程或带食日落,俄罗斯的极东部可以观测到带食日出。

在2012年5月20日的日环食之后,日食天象已经告别了我国一段时间。接下来再有我国观测条件较好的日食,哪怕是日偏食,都需要再等两年。2016年3月9日,将发生一次印度尼西亚及太平洋区域可见的日全食,而我国也只有部分地区可以观测到食分不大的偏食。建议有条件的铁杆天文爱好者,到那时还是出国去看日全食吧。

在精彩天象比较贫乏的时期,观测月球和行星就成了大多数天文爱好者的首选。对于月球来说,在娥眉月和上弦期间观测是不错的选择。满月由于亮度较高,如果不采用减光措施的话在望远镜里会非常晃眼。当然,如果你能起个大早的话,下弦月和残月也是很好的观测目标。行星中水星比较有利的观测时机在大距前后,金星的可观测时间则更长。地外行星在冲日期间整夜可见,而其中天王星、海王星肉眼不可见,我们要想观测则需要借助天文望远镜。下面就为大家介绍一下几颗行星在2014年的可见情况。

水星

由于距离太阳较近,水星是行星中最难得一见的。当它运行到半个会合周期内与太阳角距离最大的位置,也就是大距的前后,我们将有机会观测到它。当然,还有一种情况就是日全食发生期间,由于天空变暗,也有可能看到水星。

水星绕日公转周期约为88天,与地球的会合周期约116天,因此一年中会出现6至7次大距。由于水星与太阳赤纬关系的因素,对于地球不同位置并非每次大距它的观测条件都很好。2014年水星有6次大距,北半球中、高纬度地区其中4次观测条件不错。

1月31日水星将迎来年内第一次东大距,届时与太阳的最大角距离为18°,在北纬40°地区(以下若无另行说明,纬度皆为北纬40°)当天日没时的地平高度约16°,亮度约-0.5等,是2014年观测水星的第一次较佳时机。到了2月上旬,水星将逐渐靠近太阳,不宜观测。2014年水星的的第二次大距,是发生在3月14日的西大距,尽管此次水星与太阳的角距离可达28°,但在日出时的地平高度只有10°,观测条件不好。当5月25日第二次东大距时,水星与太阳最大角距离为23°,日落时出现在西方天空中,地平高度可达19°,是年内观测水星的第二个有利时机。7月13日水星将再次到达西大距,与太阳的最大角距为21°,日出时地平高度约15°,亮度约+0.4 等,是2014年观测水星的第三个好时期。9月22日水星又达东大距,与太阳的角距为26°,但由于赤纬低于太阳,日没时的地平高度仅约8°,难以观测。2014年水星的最后一次大距是11月1日的西大距,届时与太阳的角距离为19°,日出时的地平高度可达17°,是年内观测水星最后的机会。

金星

金星距离地球较近,且表面大气反照率很高,因此多数情况下它是我们能观测到的仅次于太阳和月球第三明亮的自然天体。金星的公转周期为225天,与地球的会合周期约584天。与水星一样,金星从东大距到西大距的时间间隔较小,而从西大距到下一次东大距则需要更长的时间。对于地球上的观测者而言,金星与太阳的最大角距不超过47°,因此只有在黎明前或黄昏后才能看到它。

2014年1月至9月,金星都是晨星,我们在日出前的东方天空中可以很容易地找到它。10月25日金星上合日,淹没在太阳的光辉之中,无法观测。11月之后一直到年底,金星转为昏星,但由于仍然靠近太阳,观测条件不好。金星在2014年会发生一次大距,即3月23日的西大距,届时它与太阳的最大角距为47°。其实对于北半球中纬度地区来说,全年金星观测条件最好的时期是在大距前的2月份。2月初金星在日出时的地平高度最高,达到23°。2月15日金星达到本次出现在太阳西侧最高的亮度,约为-4.8 等,日出时在东南方天空熠熠闪光。

火星

火星距离地球也不算太远,其岩石表面在太阳的照射下呈现出红色,因此在夜空中也分外显眼。与水星、金星不同,火星这样的地外行星的观测不会受到与太阳角距离的限制,在深夜我们也能看到它。但火星与地球的会合周期长约780天,因此它冲日的间隔时间也比较长。2013年一整年火星都没有冲日,上一次的火星冲日发生在2012年3月4日。

2014年4月9日,火星将再次迎来冲日,此时它位于室女座天区,亮度可达-1.5等,日落时即从东方升起,整夜可见。由于公转轨道并非正圆,每次火星冲日它与地球的距离不尽相同。2003年8月27日火星冲日期间,它距地球约5575.8万千米,为6万年来最短距离。当时火星的视直径达到了25″,亮度-2.9等。这样距离较近的火星冲日我们称之为大冲。本次冲日期间火星距离地球9300万千米,视直径只有可怜的14″,只能算是一次“小冲”。值得一提的是,这段时间火星北极区域会有较大部分朝向地球,如果使用较大口径望远镜进行观测的话,就有可能看到明显的极冠。

2014年4月9日火星冲日期间的状态,Starry night Pro6.0模拟。

2014年2月15日日出前金星出现在东南方天空示意图

木星

与上面介绍的三颗行星相比,木星距离我们要远得多,最近时也有6亿多千米。但木星个头很大,而且大气反照率也很高,因此在夜空中它也非常明亮。木星的公转周期大约是11.9个地球年,会合周期差不多是13个月。2013年木星没有冲日,在2014年初,它即迎来了冲日。

1月6日冲日期间,木星位于双子座天区,亮度可达-2.7等。双子座是黄道上赤纬较高的区域,因此对于北半球中高纬度地区来说,本次冲日木星在午夜时地平高度很高,观测条件非常理想。冲日过后木星的升起时间会逐渐提前,更适合前半夜观测。7月25日木星合日,前后大约两个月左右的时间我们都难以观测到它。到了9月份以后,木星会在后半夜升起,黎明前的观测条件还是不错的。

土星

土星是太阳系中体积和质量仅次于木星的第二大行星,它更以拥有明亮的光环而被誉为最美的行星。2014年1月至4月,土星升起的时间会逐渐提前,可观测时间也越来越长。5月11日土星冲日期间,它位于天秤座天区,亮度约为0.1等,整夜可见。此后一直到9月,土星更适合前半夜观测。11月18日土星合日,无法观测。12月之后,土星会在日出前升起,可观测时间依然较短。

土星的光环由细小的石块和冰块组成,虽然宽阔但很薄,物质密集区域的平均厚度只有10千米左右。如果它正好平行于我们的视线方向,就会“消失”。土星的赤道面与黄道面的夹角约为26.7°,因此从地球上看,土星光环会呈现出南北方向的摆动,这就造成了其形状看上去会有周期性的变化。从光环出现向北倾斜的最大角度,到下次向北倾斜的最大角度,时间间隔大约与它的公转周期相同,也就是29.5年,期间土星环会经历两次“消失”的时期。2008年底至2009年9月就是其消失的一段时期。2014年,土星光环正逐渐接近向南倾斜的最大角度,在此期间我们可以看到很大范围的环面。

行星相合

通常我们将太阳系内天体黄经相同的天象称为“相合”,例如行星相合以及行星合月。由于行星在黄道附近的视运动速度不同,它们之间的“合”是常有的事。但肉眼可见的亮行星发生角距离较近且观测条件不错的“合”还是比较罕见的。目前观测类似行星相合天象的科研意义已经不大,仅剩的只有观赏价值了。

在英国赛尔西拍摄的月亮掠掩土星,图片来自NASA每日天文一图北京天文馆镜像。

2014年观测条件不错的行星相合有两次,分别是8月18日的金木相合以及8月25日的火土相合。值得注意的是,这两次行星相合仅间隔1周多,再加上8月中旬的英仙座流星雨,2014年8月的天空绝对不乏看点。8月中下旬,金星和木星这两颗最亮的行星将结伴出现在日出前的东方低空中。两者角距离最近时只有不到12′,发生在北京时间18日中午13时左右。而当天清晨我们可以观测时,它们相隔大约20′。虽然本次金木相合期间它们与太阳的角距离还是有些近,但由于金星亮度可达-3.9等,木星也有-1.8等,在晨曦中找到它们还是比较容易的。残月将在8月24日运行到这片天区,与它们组成金木合月天象。金木相合尚未谢幕,火土相合便接踵而来。其实类似的地外行星相合发生的频率相对较低,而且本次火土相合观测条件很好。此时的火星合土星都位于天秤座,与银河的中心区域间隔不远。而两者亮度接近,都差不多是0.6等,但火星发红而土星颜色偏黄,还是比较容易分辨的。8月25日黄昏时,它们会出现在西南方的低空中,届时角距离约3°多。其实在前后1个月左右的时间里,它们的角距离都比较小,很容易引起人们的关注。8月31日娥眉月也会来凑个热闹,一个“小眼睛”版的“笑脸”将出现在天空中。

2014年8月24日清晨东方低空中的金木合月示意图

除了行星彼此间的相合外,2014年还有一次行星与恒星相合也值得关注,那便是9月28日的火星合心宿二天象。心宿二是天蝎座α星的中国名字,由于颜色发红,在我国古代又被称为“大火”。而红色的火星自古就是阳刚的象征,它的另一个中国名字是“荧惑”。大火和荧惑虽然一个是恒星一个是行星,但亮度和颜色又都十分相近。我们的祖先早已注意到两火相合这样有趣的天象了。到时候一定要找个远离光污染的地方,试试分辨出哪个是荧惑,哪个是大火吧。

天王星

天王星和海王星都是远日气态行星,虽然个头不小,但因距离太远,所以我们无法直接用肉眼观测。由于公转周期很长,它们每年都会有冲日。

2014年的天王星冲日发生在10月8日,此时它正位于双鱼座天区,亮度约为5.7等。当晚它与月全食食甚时月面中心的角距离只有1°多,在月全食初亏前后地球上的一些地方还能观测到月掩天王星,大家可以在此期间尝试用望远镜来寻找它的踪迹。

海王星

海王星距离地球非常遥远,大约45亿千米,在大口径望远镜中,它呈海蓝色。2014年8月29日海王星将达到冲日,此时它位于宝瓶座天区。虽然整夜可见,但亮度只有7.8等,观测它对设备的要求比较高。

彗星

2013年里,C/2011 L4(Pan-STARRS)可谓意外之喜,C/2012 S1(ISON)令人满怀期待却又无限失望,最终C/2013 R1(Lovejoy)在年底稍稍安慰了一下大家失望的情绪。而根据目前的预报,2014年不会有较亮的彗星出现。回归的周期彗星中名气最大的要数17P/ Holmes,2007年10月的突然爆发令它知名度大增。2014年3月27日它将通过近日点,但亮度应该不会达到肉眼可见的程度。

目前已知将在2014年回归的彗星还有15P/Finlay、289P/Blanpain、290P/Jager等,大家要观测它们恐怕都要借助望远镜。相比之下C/2012 K1 (Pan-STARRS)更值得期待,它将于8月27日过近日点,在此之前比较适合北半球观测,乐观估计亮度可达6等左右。此外,2013年12月过近日点的彗星C/2013 R1(Lovejoy)还将在2014年1月至2月份活跃一段时间,大家可以在武仙座、蛇夫座天区附近找到它。

2007年出现爆发时的17P/Holmes彗星,Ivan Eder摄,图片来自NASA每日一图北京天文馆镜像。

流星雨

对于一般的公众来说,每年值得观测的流星雨也就是象限仪、英仙、双子这“老三样”。它们极大时每小时的流量都可达100以上,具体观测条件的好坏主要取决于月光影响,极大时刻是否合适,以及辐射点地平高度等因素。

2012年8月12日清晨拍摄于奥地利Albrechtsberg古堡上空的英仙座流星。Sebastian Voltmer摄。

2014年这“老三样”中象限仪流星雨的观测条件最好,其极大将出现在北京时间1月4日凌晨3点左右。此时娥眉月会早早落下,完全不影响观测,而且对于我国来说极大时刻辐射点已经升得较高。当然,观测象限仪流星雨最大的敌人还是寒冷的天气,如果想去观测的话一定要注意保暖。

英仙座流星雨依然会在8月中旬迎来极大,具体时间为13日凌晨至下午。但当天正值农历十八,月光几乎影响整夜的观测。虽然皓月当空,但英仙座流星雨毕竟流量稳定,且亮流星较多,还是值得欣赏的。

2014年双子座流星雨的极大将出现在12月14日20时,此时辐射点虽不太高,但毕竟农历廿三的下弦月还未升起,观测条件也不错。随着午夜前后月亮升起,继续观测的意义也不大了。

2014年还将有一个令人振奋的精彩天象,那就是彗星209P/ LINEAR为我们带来的流星雨。这颗彗星的回归周期是5年,将在2014年5月6日通过近日点。5月29日它距离地球只有0.055个天文单位。但由于本身亮度不大,又距离太阳很近,观测条件不好。但俄罗斯天文学家Mikhail Maslov预测地球将在北京时间5月24日15时至16时穿过其留下的尘埃带。届时将会出现每小时流量在100至400颗以上的流星雨,甚至可能达到流星暴雨级别。这个流星雨的辐射点将位于天猫座、大熊座和鹿豹座之间。当然,该流星雨流量固然可能很大但持续时间不会太长,这个极大时间明显更适合北美洲地区的观测。如果我们错过了这次,很可能在有生之年里都不会再看到流星暴雨了。

说到这儿,大家是不是有了飞到美国看一次流星雨的冲动了呢?其实天文观测一定要量力而行,璀璨的星空就是最精彩的天象。在天幕之下欣赏繁星,下一秒即将出现的流星就是我们的期待。最后祝大家2014年观星愉快!

2013年双子座流星雨,Yuri Beletsky 摄。图片来自NASA每日一图北京天文馆镜像。

(责任编辑 张恩红)

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