天問一號(hào)登陸火星前 不妨先來一睹這顆紅色星球的風(fēng)采

        科技日?qǐng)?bào) 2021-03-02 20:31:12

        火星,一顆令人難以捉摸的紅色行星,從來都是人們夜觀星空的焦點(diǎn)之一。在亞述(古代西亞奴隸制國(guó)家),火星被稱為“流血的星”,是死亡、不幸和災(zāi)難之神的化身。古希臘和古羅馬人則把它視為戰(zhàn)神。而中國(guó)古人對(duì)它的稱謂——熒惑,似乎更能體現(xiàn)其特點(diǎn):熒熒似火而又行蹤不定,最讓人捉摸不透。

        這段時(shí)間,火星探測(cè)又掀高潮,各國(guó)探測(cè)器將陸續(xù)登陸這顆紅色的星球,我國(guó)天問一號(hào)火星探測(cè)器剛踩了一腳“剎車”,將于不久后抵達(dá)火星。在天問一號(hào)登陸火星前,我們不妨走出家門,“先行一步”看看這顆近日的“網(wǎng)紅”星球。

        “黑科技”幫忙捕捉火星蹤跡

        觀測(cè)火星之前,我們首先需要知道火星的位置。行星之所以叫行星,就是因?yàn)樗鼈冊(cè)谛强罩械奈恢糜我撇欢āS绕涫腔鹦牵胺Q行星中最難以捉摸的,有時(shí)候它一整年的觀測(cè)條件都不錯(cuò),有時(shí)候卻又連續(xù)四五個(gè)月都難覓蹤影。這是因?yàn)榛鹦堑臅?huì)合周期是所有行星中最長(zhǎng)的,平均為780天左右,比排第二的金星會(huì)合周期長(zhǎng)了近200天。在這780天里,大約有120天火星離太陽(yáng)的角度不超過20度,在地球上很難觀測(cè)到;也有差不多200天,火星離太陽(yáng)的角度都在90度以上,每晚至少有一半的時(shí)間仰望星空都能見到它。

        雖然“難覓蹤影”,我們還是可以依靠黑科技——手機(jī)和電腦上比較流行的星圖軟件,來查詢火星以及其他各類天體的位置。

        2021年火星的運(yùn)行情況大致為:2月底至3月份,火星在金牛座運(yùn)行,日落后位于西南方天空,大約在次日凌晨落山,前半夜觀測(cè)條件不錯(cuò)。到四五月份,火星由金牛座運(yùn)行至雙子座,落山時(shí)間提前至23點(diǎn)左右,前半夜可見。再往后,它的落山時(shí)間逐日提前。從8月上旬一直到年底,它都在太陽(yáng)附近運(yùn)行,就難以看到了。

        如何分辨火星和“鄰居”畢宿五

        3月,天黑之后,我們向西南方向的高空望去,可以見到兩顆顏色發(fā)紅的亮星,在天空中相隔不到兩個(gè)拳頭。它們就是火星和金牛座的最亮星——畢宿五。

        這段時(shí)間火星的亮度和畢宿五差不多,兩者顏色也比較接近,都呈橙黃色,火星只是顯得略紅一點(diǎn)兒。在高度上,它倆也相差不大。要想?yún)^(qū)分它們,有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法:行星不閃恒星閃。恒星離地球非常遙遠(yuǎn),都是點(diǎn)光源,當(dāng)星光透過地球大氣層時(shí),由于大氣抖動(dòng)的影響,就會(huì)出現(xiàn)閃爍。而行星離地球近,是面光源,相當(dāng)于由許多點(diǎn)光源聚集而成。各點(diǎn)的光雖然都有波動(dòng),但這些波動(dòng)既不同時(shí)發(fā)生,也不在同一方向,會(huì)相互抵消。所以我們不會(huì)看到火星發(fā)生明顯閃爍,而畢宿五則經(jīng)常會(huì)“一閃一閃眨眼睛”。

        當(dāng)然,我們也可以利用軟件的實(shí)時(shí)星空功能,只需把手機(jī)對(duì)著天空,屏幕上會(huì)自動(dòng)顯示出這片天區(qū)里的天體,火星、畢宿五等天體都就會(huì)“原形畢露”。

        選對(duì)望遠(yuǎn)鏡也很重要

        如果用肉眼觀測(cè),行星和恒星除了亮度和閃爍等差別外,并沒有什么不同。所以,如果想要一覽火星的表面風(fēng)光,就必須借助于望遠(yuǎn)鏡。

        城區(qū)的光污染對(duì)行星觀測(cè)影響不大,但大氣寧?kù)o度和透明度則是越佳越好。所以我們不必專程趕往郊外,而應(yīng)該盡量選擇一個(gè)無風(fēng)的晴夜觀測(cè)。另外,火星的視直徑最大為25角秒左右(1度=3600角秒),大多數(shù)時(shí)候都只有十幾角秒甚至幾角秒,至少需要放大數(shù)十倍才能看到。常見的雙筒望遠(yuǎn)鏡都不足以勝任。

        一般的60—80毫米小口徑天文望遠(yuǎn)鏡,配合70倍以上的放大倍數(shù),可以看到火星視圓面。使用口徑更大、焦距更長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡,能看到它兩極的白色極冠,甚至還能看出南北半球的差異。火星的地勢(shì)特點(diǎn)是南高北闊,南半球海拔更高、隕擊坑多,顏色偏暗黑。北半球則幾乎都是低緩開闊的熔巖平原,呈橘黃色。

        今年3月,火星的視直徑只有6角秒左右,需要使用短焦距目鏡或增倍鏡來獲得更高的放大倍數(shù)。不過倍數(shù)也不是越大越好,最大不要超過口徑(以毫米為單位)的2倍,例如80毫米口徑的極限放大倍數(shù)就是160倍。實(shí)際上,由于物鏡、目鏡的光學(xué)質(zhì)量限制,很多望遠(yuǎn)鏡的極限倍數(shù)甚至還達(dá)不到口徑的數(shù)值。例如有的102毫米折射望遠(yuǎn)鏡在100倍時(shí),無論怎么調(diào)焦,視野里都是模糊一片。這意味著望遠(yuǎn)鏡的分辨率不足以匹配這么大的倍數(shù),分辨不出更多的細(xì)節(jié)了。

        我們?cè)诰W(wǎng)上見到的那些漂亮火星照片,大都是把相機(jī)或網(wǎng)絡(luò)攝像頭接在望遠(yuǎn)鏡后面,拍攝多張,再用軟件疊加處理而成。用望遠(yuǎn)鏡目視,是看不到這種效果的。而像著名的水手谷、奧林匹斯山等火星地貌,以及火衛(wèi)一和火衛(wèi)二等目標(biāo),更是大大超出了小望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力。關(guān)于這顆紅色星球的更多細(xì)節(jié),期待天問一號(hào)能給人們帶來新的驚喜!

        (李 鑒 作者系北京天文館副研究員)

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