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天问一号登陆火星前 不妨先来一睹这颗红色星球的风采

来源:科技日报2021-03-02 09:59

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  火星,一颗令人难以捉摸的红色行星,从来都是人们夜观星空的焦点之一。在亚述(古代西亚奴隶制国家),火星被称为“流血的星”,是死亡、不幸和灾难之神的化身。古希腊和古罗马人则把它视为战神。而中国古人对它的称谓——荧惑,似乎更能体现其特点:荧荧似火而又行踪不定,最让人捉摸不透。

  这段时间,火星探测又掀高潮,各国探测器将陆续登陆这颗红色的星球,我国天问一号火星探测器刚踩了一脚“刹车”,将于不久后抵达火星。在天问一号登陆火星前,我们不妨走出家门,“先行一步”看看这颗近日的“网红”星球。

  “黑科技”帮忙捕捉火星踪迹

  观测火星之前,我们首先需要知道火星的位置。行星之所以叫行星,就是因为它们在星空中的位置游移不定。尤其是火星,堪称行星中最难以捉摸的,有时候它一整年的观测条件都不错,有时候却又连续四五个月都难觅踪影。这是因为火星的会合周期是所有行星中最长的,平均为780天左右,比排第二的金星会合周期长了近200天。在这780天里,大约有120天火星离太阳的角度不超过20度,在地球上很难观测到;也有差不多200天,火星离太阳的角度都在90度以上,每晚至少有一半的时间仰望星空都能见到它。

  虽然“难觅踪影”,我们还是可以依靠黑科技——手机和电脑上比较流行的星图软件,来查询火星以及其他各类天体的位置。

  2021年火星的运行情况大致为:2月底至3月份,火星在金牛座运行,日落后位于西南方天空,大约在次日凌晨落山,前半夜观测条件不错。到四五月份,火星由金牛座运行至双子座,落山时间提前至23点左右,前半夜可见。再往后,它的落山时间逐日提前。从8月上旬一直到年底,它都在太阳附近运行,就难以看到了。

  如何分辨火星和“邻居”毕宿五

  3月,天黑之后,我们向西南方向的高空望去,可以见到两颗颜色发红的亮星,在天空中相隔不到两个拳头。它们就是火星和金牛座的最亮星——毕宿五。

  这段时间火星的亮度和毕宿五差不多,两者颜色也比较接近,都呈橙黄色,火星只是显得略红一点儿。在高度上,它俩也相差不大。要想区分它们,有一个简单的方法:行星不闪恒星闪。恒星离地球非常遥远,都是点光源,当星光透过地球大气层时,由于大气抖动的影响,就会出现闪烁。而行星离地球近,是面光源,相当于由许多点光源聚集而成。各点的光虽然都有波动,但这些波动既不同时发生,也不在同一方向,会相互抵消。所以我们不会看到火星发生明显闪烁,而毕宿五则经常会“一闪一闪眨眼睛”。

  当然,我们也可以利用软件的实时星空功能,只需把手机对着天空,屏幕上会自动显示出这片天区里的天体,火星、毕宿五等天体都就会“原形毕露”。

  选对望远镜也很重要

  如果用肉眼观测,行星和恒星除了亮度和闪烁等差别外,并没有什么不同。所以,如果想要一览火星的表面风光,就必须借助于望远镜。

  城区的光污染对行星观测影响不大,但大气宁静度和透明度则是越佳越好。所以我们不必专程赶往郊外,而应该尽量选择一个无风的晴夜观测。另外,火星的视直径最大为25角秒左右(1度=3600角秒),大多数时候都只有十几角秒甚至几角秒,至少需要放大数十倍才能看到。常见的双筒望远镜都不足以胜任。

  一般的60—80毫米小口径天文望远镜,配合70倍以上的放大倍数,可以看到火星视圆面。使用口径更大、焦距更长的望远镜,能看到它两极的白色极冠,甚至还能看出南北半球的差异。火星的地势特点是南高北阔,南半球海拔更高、陨击坑多,颜色偏暗黑。北半球则几乎都是低缓开阔的熔岩平原,呈橘黄色。

  今年3月,火星的视直径只有6角秒左右,需要使用短焦距目镜或增倍镜来获得更高的放大倍数。不过倍数也不是越大越好,最大不要超过口径(以毫米为单位)的2倍,例如80毫米口径的极限放大倍数就是160倍。实际上,由于物镜、目镜的光学质量限制,很多望远镜的极限倍数甚至还达不到口径的数值。例如有的102毫米折射望远镜在100倍时,无论怎么调焦,视野里都是模糊一片。这意味着望远镜的分辨率不足以匹配这么大的倍数,分辨不出更多的细节了。

  我们在网上见到的那些漂亮火星照片,大都是把相机或网络摄像头接在望远镜后面,拍摄多张,再用软件叠加处理而成。用望远镜目视,是看不到这种效果的。而像著名的水手谷、奥林匹斯山等火星地貌,以及火卫一和火卫二等目标,更是大大超出了小望远镜的观测能力。关于这颗红色星球的更多细节,期待天问一号能给人们带来新的惊喜!

  (李 鉴 作者系北京天文馆副研究员)

[ 责编:涂子怡 ]
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