《天文基礎(chǔ)知識(shí)》

第二章 天體視運(yùn)動(dòng)

第四節(jié) 行星在天球上的運(yùn)動(dòng)

不知道大家還記不記得中學(xué)地理中學(xué)到的歐多克斯提出并由亞里士多德和托勒密完善的地心說，認(rèn)為地球是宇宙的中心，地心說曾長期盛行，后來因?yàn)榻忉屢恍┬行沁\(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜而被更容易解釋行星運(yùn)動(dòng)的日心說取代。從地心說到日心說是科學(xué)的進(jìn)步，但其實(shí)地心說也不是一無是處。

首先我們來回顧一下地心說。地心說的起源很早，最初由米利都學(xué)派形成初步理念，后由古希臘學(xué)者歐多克斯提出，經(jīng)亞里士多德完善，又由托勒密進(jìn)一步發(fā)展成為“地心說”。在16世紀(jì)“日心說”創(chuàng)立之前的1300年中，“地心說”一直占統(tǒng)治地位。亞里士多德的地心說認(rèn)為，宇宙是一個(gè)有限的球體，分為天地兩層，地球位于宇宙中心，所以日月圍繞地球運(yùn)行，物體總是落向地面。

看完這段地心說的介紹有沒有覺得，地心說和“天球”不能說類似，只能說一摸一樣？其實(shí)地心說就是把宇宙空間分成了“天球”和“地球”，認(rèn)為天球圍繞地球旋轉(zhuǎn)，這種運(yùn)動(dòng)就是天體視運(yùn)動(dòng)，而地心說最后之所以在科學(xué)界占據(jù)數(shù)千年統(tǒng)治地位后被取代，是因?yàn)槠浒选耙曔\(yùn)動(dòng)”當(dāng)作了“實(shí)際運(yùn)動(dòng)”。說到這，相信你明白為什么我說地心說不是一無是處了。我們要說的行星在天球上的運(yùn)動(dòng)其實(shí)就是行星的視運(yùn)動(dòng)，我們主要向大家介紹這些運(yùn)動(dòng)的幾種天象：

“沖”、“合”、“凌”、“掩”、“留”這幾個(gè)天象的名字很短，并不是天文學(xué)家起名字簡潔，而是博大精深的中華文化。

在這里，我先說幾個(gè)天象，嘗試判斷一下那些是存在的，哪些是我編的，答案就在下文中：

A 木星沖日 B 金星掩月

C 水星沖日 D 火星凌日

首先說一下“沖”（以土星沖日為例），土星繞太陽的周期很長，而地球的周期很短為一個(gè)地球年（天文學(xué)上的叫法）。所以地球跟土星的關(guān)系，就像鐘表秒針跟分針，秒針每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)相遇一次，同理地球每繞天陽公轉(zhuǎn)一周就會(huì)和土星相遇一次，而當(dāng)?shù)厍蛭挥谔柡屯列沁B接線上時(shí)，稱為“土星沖日”，所以每年都會(huì)有一次土星沖日，土星（或木星）沖日的時(shí)候，觀測效果最好，視直徑最大，而且在這一天，太陽落下時(shí)土星升起，太陽升起時(shí)土星落下，土星是整夜可見的。

有兩點(diǎn)需要記?。阂皇恰皼_”的對象只能是太陽即只能沖日，是針對太陽而言的；二是沖的主體只能是地球以外的行星，沖的時(shí)間是該星位于太陽和地球延長線上。

圖2-4-1 土星沖日（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

現(xiàn)在說說“合”，所謂和就是兩個(gè)天體黃經(jīng)（在黃道坐標(biāo)系中類比赤經(jīng)）相等的狀態(tài)，下面我們以金星合日給出介紹：

圖2-4-2 金星合日（筆者自畫）

在黃道坐標(biāo)系中，上合的時(shí)候，從地球上看，太陽跟金星的黃經(jīng)是相等的，下合也是一樣的。

需要注意的是，“合日”的現(xiàn)象，我們都是無法看到的。因?yàn)楹先諘r(shí)金星將被淹沒在太陽的光輝中。但如果是金星合月，我們是有機(jī)會(huì)看到的。只要從地球上看上去，金星和月亮的黃經(jīng)相等，就看到了金星合月的天象。

下面說“凌”，漢語里有個(gè)詞叫“凌駕”，意思就是某物在某物的上面。比如金星凌日，其實(shí)可以看做金星合日的一種極特殊的情形----金星和太陽不僅黃經(jīng)相等，而且從我們地球上看太陽的時(shí)候，還能從太陽表面看到金星緩慢地穿過去（一般這個(gè)過程維持幾個(gè)小時(shí)）

圖2-4-3 2012年金星凌日軌跡圖（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

需要注意：只有水星和金星可以凌日，地外行星只有沖日和合日，“合”這一天象經(jīng)常見，但是“凌”卻很長時(shí)間遇不到一次，金星凌日屬于極其罕見的天象，大概每100年有一組，一組由兩次相隔10余年。

而“掩”跟“凌”的區(qū)別，僅僅在于是誰蓋住了誰。如果是大的天體蓋住了小的天體，那么這叫 “掩”，如果是小的天體蓋住了大的天體，那這叫“凌”

這里的大小，指的是從地球上看上去的大小，并非天體本身的大小?！霸卵诮鹦恰币矊儆诤币姷奶煜?，本身它并不是多么難遇到，但由于觀測者所在的地理位置限制，看到它的幾率比日全食還小。

最后說一下“留”。我們知道在用地心說解釋行星運(yùn)動(dòng)（視運(yùn)動(dòng)）時(shí)行星運(yùn)動(dòng)有順行和逆行，夾在順逆中間的臨界點(diǎn)，就叫做“留”。

地球的運(yùn)行周期比火星短一些，所以在地球上看來，火星會(huì)有順行和逆行。中間的點(diǎn)就叫“留”。

到這里相信你已經(jīng)得到了上面那個(gè)真假天象問題的答案了。