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火星大冲

太阳系内各个行星(包括地球)都大致在同一个平面上围绕太阳公转,愈接近太阳的行星,其公转的周期愈短。当地球公转到一颗行星和太阳之间而三者几乎连成直线时,在地球的观测者会发现该颗行星的方向和太阳相反,这种天文现象就称为「行星冲」。「行星冲」发生时,有关行星距离地球最为接近,是最理想的观测时机。2018年7月,地球将公转到太阳和火星之间,将出现「火星冲」天文现象。由于火星的轨道为椭圆形,因此火星和太阳的距离于其近日点和远日点时会有达4250万公里的差别。当「火星冲」发生于火星近日点位置附近时,则称为「火星大冲」,这时火星会较为接近地球,并显得更大、更明亮。上一次的「火星大冲」在2003年发生,而下次「火星大冲」将在2018年7月27日出现。

Mars Perihelic Opposition

2018年7月27日「火星大冲」发生时,火星将距离地球约5760万公里,利用天文望远镜可看到直径达24角秒(少于0.007度)的火星盘面,用肉眼则可看到一颗光度达-2.8等的橙红色亮星,是当时夜空中最明亮的星星之一。当日火星将于晚上7时17分东升,至翌日凌晨0时38分到达其天上最高位置,并于5时55分西落。「火星大冲」发生前后的十天内,火星的亮度和大小无大变化,有兴趣观测的人士可于7月17日至8月6日期间观看,请查看下表的资料:

日期 亮度
(星等)*
大小
(角秒)**
建议观测时间
17.7.2018 - 26.7.2018 - 2.6 to - 2.8 23.44 to 24.24 20:00 – 04:00
27.7.2018 - 2.8 24.24
28.7.2018 - 6.8.2018 - 2.8 to - 2.7 24.24 to 24.19

* 星等数值愈低,代表该星愈光亮
**  1 角秒为 1/3600 度
资料来源:美国海军天文台

考考你:
有否发觉火星的亮度和大小在「冲」的前十天和后十天的变化幅度有所不同,为什么呢?

火星的亮度和大小取决于火星和地球的距离,当火星距离地球最为遥远时,它只有约1.8等的亮度和约3.5角秒的大小。今年「火星大冲」期间,火星将比最遥远时光亮近70倍,视直径大接近7倍。利用天文望远镜可看到火星表面例如极冠的地貌,经长时间观测更能察觉火星自转的现象。「火星大冲」每15或17年才发生一次,将吸引众多天文观测者留意。

无独有偶,今年「火星大冲」发生期间将出现一次月全食,届时在明亮的橙红色火星旁边将会出现一个呈红色的月球,两者十分接近,实蔚为奇观。

查看更多有关月食的资讯,请按此

Photo of Mars taken during the Mars perihelic opposition in 2003
2003年「火星大冲」时,利用天文望远镜所拍摄的火星照片,可看到火星顶端的极冠。

two images of Mars were taken by the Hubble Space Telescope during the Mars perihelic opposition in 2003
对于太空望远镜来说,「火星大冲」亦是观测火星的最佳时机。上图为2003年「火星大冲」时, 哈勃太空望远镜所拍摄的两张火星图像。

火星出没时间表 (只供参考)

日期 升出时间
上中天时间
(+1 日)
落下时间
(+1 日)
25.7.2018 19:26 00:48 06:05
26.7.2018 19:21 00:43 06:00
27.7.2018 19:17 00:38 05:55
28.7.2018 19:12 00:33 05:49
29.7.2018 19:07 00:28 05:44

「火星冲」问与答

市民问:
「火星大冲」发生时,火星会有多大?能不能够用肉眼看到呢?

馆长答:
今年「火星大冲」时,火星的视直径大约是24角秒。「角秒」是非常细小的单位,我们将1度分为60角分,再将1角分分为60角秒,如此一来,1角秒就相等于1/3600度,即24角秒也不足0.007度!我们平常看到的月球视直径大约为31角分,直径比起火星于大冲时还要大70多倍!用肉眼观测火星时,我们只会看到一颗明亮的橙红色星星。专业的观测者如使用放大倍数为100倍以上的望远镜观测,应能看到火星表面的一些特征。

Mars Moon Comparison
即使是「大冲」时,火星的视大小和月球相比还是差得甚远。

市民问:
为何每隔2年多就有一次「火星冲」,而每15或17年才有一次「火星大冲」?

馆长答:
地球公转一周需时约365.2天,而火星公转一周则需时约687天,要计算这两颗行星相隔多久才会出现同一样的位置排列(又称会合周期),可利用以下的公式:

Synodic Period

注:PS为会合周期,PE为地球公转周期,PM为火星公转周期。

经简单运算,我们可得出地球和火星的会合周期为780天,即2年50天左右。而「火星大冲」则只会发生在火星接近其近日点之时,而行星的轨道上只有一个固定的近日点。「火星冲」每隔780天就会出现,但火星的公转周期却只有687天,即是说火星在公转一圈后要多走约93日才会再次发生「火星冲」,因此「火星冲」发生的日期与火星于近日点时的日期将逐年增加约93日。火星在两次「大冲」之间就最少出现687÷93=7.4次,亦即是7或8次一般的「冲」,换算上来即15或17年。