2007年7月天文奇观

2007年7月重要天象预告

7月2日 金星合土星

与其他天象相比，行星近距离相合虽然看起来并不那么壮观，但仔细琢磨一下还是很有意思的。下面就结合7月的这次金星合土星天象，和大家聊聊行星“相遇”的故事。
在上月的重要天象预告中，我们谈到了行星相对于背景恒星的视运动问题。由于不同行星到地球的距离有较大差别，自身绕日公转速度有快有慢，因此相对于背景恒星的运动速度也就不一样了。这也就造成了任意两颗行星都可以在某一时刻出现黄径相同的情况，也就是我们通常所说的“相合”天象。但由于行星的轨道位置有很大区别，自身很多性质也不尽相同，在这里我们分别讨论一下地内行星之间、地内行星与地外行星、地外行星之间的相合。需要说明一下的是，天王星亮度很暗，直接用肉眼看到非常困难，而海王星肉眼无法看到，因此不讨论这两颗行星的相关问题。
水星和金星这两颗地内行星公转速度都较快，因此它们之间相合的发生机率也是最高的。但它们距离太阳较近，可以被观测到的相合并不多，加之水星和金星的公转轨道分别有约7°和34°左右的倾角，它们之间发生角距离很近的相合概率也就很小。如想计算水星合金星的发生频率，不但需要考虑水星、金星和球三个天体的运动，还要把水星公转轨道很“扁”(轨道偏心率约为02)这条因素考虑进去，因此比较复杂，这种地内行星相合的情况每年大约会发生1~6次不等。
火星每年在黄经方向上的视运动大约是200°左右(计算逆行)，远大于木星的32°和土星的13°，因此火星合地内行星的机率也比较高。由于水星周年视运动至少会绕黄道一周，所以它每年就会至少合每个地外行星一次。而金星每年并不一定能在黄道上运行360°，因此它不是每年都能合所有的地外行星，例如今年就没有金星合木星。
与前面两种情况相比，地外行星相合的概率是最低的，其中由于火星公转周期较短 ，每两年多就会合木星、土星1~3次(相合赶上火星逆行时可能为3次)。而木星和土星因为公转周期都很长，距离地球又非常遥远，它们的相合是非常罕见的。但同样由于以上原因，我们在计算“木士相合”周期时可以忽略地球自身的运动影响，使用会合周期公式：

将木星的公转周期12和土星公转周期295年代入公式简单计算就得到了木土相合周期，约为202年(赶上木星由顺行为逆行会连续发生3次)。下 一次的“木土相合”将发生在2020年末，到时候这两颗巨大气体行星之间的角距将在6′左右，属于非常罕见的天象奇观。
我们再回来谈谈7月的这次金星合土星，两星相合虽然发生在7月2日9时，但它们之间角距离最近却是在北京时间7月1日傍晚，这也是有利于我国观测者欣赏本次金土相合的最佳时机。届时两星之间角距离将不到40′。之后金星将转为逆行，所以马上又会有两次金星合土星，分别发生在8月9日以及10月15日。其中8月9日两星过于靠近太阳，不易观测，而10月15日金星和土星最近时也有3°左右。因此7月2日的这次金星合土星是今年两者角距离最近的一次，非常值得观测。但金星视直径只有30〃左右，而土星加上光环的视直径也不到40〃，要想用数码相机把它们拍在一起，又能看到类似土星光环，金星位相等细节，就需要选择焦距在2m 左右的望远镜，如果你没有如此长焦的望远镜，也无需担心，可以尝试一下用ToUCam摄像头拍摄视频再进行叠加的方法，由于ToUCam的CCD尺寸比数码相机的小很多，因此在同样焦距的镜头下，它可以得到更大的放大率。

在拍摄金星合土星时，还有一个需要特别注意的地方，就是曝光参数的选择。由于当时金星的亮度可达－45等，而土星只有06等，看来金星过曝是必然的了，而过亮的金星很可能会影响到土星。具体参数如何调节，大家可以利用这次机会多进行尝试。如果ToUCam无法搞定，大家可以选取范围更高的Watec摄像机试试。

7月12日 金星最亮

金星是整个天空中除了太阳和月球之外最亮的自然天体，其由二氧化碳和浓硫酸组成的大气层有着极高的反照率。细心的你如果经常观察金星，就会发现它的亮度是在不断变化的，有时非常明亮，有时距太阳太近而很难被观测到。实际上，金星的亮度主要由以下两条因素决定，其一是金星的视面积，其二就是它的反照率。
理论上来说金星表面大气的反照率与它到我们的距离有关，但它们的关系比较复杂，与视面积的影响相比，这方面的影响也并不大，我们在这里就不过多讨论了。而影响金星亮面积大小主要的两个参数，一个是金星到我们的距离，另一个就是金星的相位了。前面一个非常好理解，一个东西距离我们近，看起来肯定就会大些。由于地内行星有类似月球的位相变化，我们在计算其视面积时，就要考虑它的位相，也就是说只计算我们能看到被太阳照亮的部分。综合以上考虑，我们就能知道金星什么时候亮度最高了。如上图所示，金星上合时，位相虽然最大，类似于满月的时候，但却距离我们最远；金星下合日时，距离我们最近，但位相已经非常小了；金星东、西大距时位相接近50%，距离也比较近，但通过进一步计算，我们发现视面积最大的时刻并不在此，而应该是金星东大距之后和西大距之前35天左右的时间。
7月12日是金星东大距后第34天，亮度达到了—45等，这个亮度是什么概念呢？简单地说，就是比冬夜星空中的亮星——小犬座的南河三(05等)亮100倍左右。此时金星与太阳的角距离约为39°，日落后还有较长的观测时间，大家可以用望远镜观察一下此时的金星位相是多少。

7月17日 三星伴月

明亮的金星绝对是7月星空中最大的亮点，它自已也不太老实，这不刚刚与土星相合，以来“招惹”轩辕十四这颗亮星了。7月16日22时金星合轩辕十四后，第二天傍晚西方天空中将上演一场三星伴月的好戏。
17日17时，初三的新月将与轩辕十四相合，而在我国西南部地区，还可以看到月掩轩辕十四。一个小时之后又是月合金星。此时金星和轩辕十四的角距离在2°30′左右，而土星也在它们西边7°左右的范围内。面对这三颗亮星与一弯新月相伴的情景，你难道不想拿起相机把它记录下来？

7月20日 水星西大距

在上次水星东大距后第49天，我们迎来了它的西大距。前面的东大距可以说是今年观测水星的最佳时机，而本次西大距它的观测条件也不错。因为水星与太阳的角距离最大是发生在北京时间20日23时左右，所以最佳的观测时间应该是在21日早上。东经120°地区3时21分左右水星从东方升起，当日北纬40°左右地区的民用晨光始时刻约为4时15分，此时水星地平高度已达6°以上，亮度在05等左右 。 在大距时观测水星，主要意义还是在于看到它，而不是看清楚。实际观测时你就会发现，在东方淡淡的“鱼肚白”中找到水星远没有想象中的那么容易。冬夜星空中的亮星参宿四、参宿七、毕宿五和五车二的亮度都在0~1等之间，此时它们都混在水星周围，当然如果你对星空比较熟悉，把它们认出来排除掉也非常难事。