天空中裸眼可見的行星如何識別（下）

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天空中裸眼可見的行星如何識別（下）

接上篇

火星

馬爾特（Marte），戰爭之神

視星等：-2.9到+1.8

古希臘名：派羅爾斯（Pyroeis ，「火紅的人」）希臘神：阿瑞斯（Ares）

火星很容易識別，因為它有著所有裸眼可見行星中最獨特的顏色。雖然它通常被叫做「紅色行星」，但在裸眼中它極少呈現紅色;事實上，根據它與地球的距離和與之相關的亮度的不同，其顏色在淡橙黃色和橙紅色之間變化。紅色調是由火星表面存在的氧化鐵（鐵鏽）造成的。火星吸引人的顏色使人們常常用「橙色火花」、「篝火橙」、「南瓜橙」等辭彙來描述它。火星上偶爾發生的全球性沙塵暴，例如2001年和2007年那兩次，可能會讓火星呈現明顯的黃色調。

由於其偏心軌道，每次沖日時火星與地球的間距相差很大，沖日通常每2年零7周發生一次。火星最明亮（最佳）的沖日會以大約16年為周期連續發生兩到三次，那時它沿著軌道來到最接近地球的位置（5600萬公里），這被稱為「大沖」。2003年的那次大沖，是火星近六萬年以來最接近地球的一次。在任一次沖日前後各約6周的時間裡，都能在晨昏時分清晰地看到火星位於太陽的相反方向;火星最明亮的時候會超過天狼星，即使不是大沖，它的亮度也超過了大角星（視星等-0.04）。要注意的是，由於火星的偏心軌道，其沖日和到達近地點的時間可能會相差兩個星期。

當它在遠離地球的軌道遠端（即兩次沖日之間）時，火星看上去是一顆不起眼的橙紅色「恆星」，在大部分時間裡它只有獵戶座腰帶的恆星（參宿一、二、三）那樣的亮度。

望遠鏡中的火星通常呈琥珀色或三文魚的粉色。儘管火星距離我們較近，它依然是個難觀測的行星——因為它只有地球一半大。在大氣環境宜於觀測時，小型望遠鏡將會揭示出火星兩極之一的極冠（水冰和乾冰形成的冰蓋）和一些藍灰色的火星表面印記，這些印記經常會隨著火星的季節改變外觀。

火星有兩個類似小行星的衛星——火衛一和火衛二（Phobos和Deimos）。它們太微弱，用雙筒望遠鏡看不到，只有在沖日期間用中型或大型望遠鏡才行，即使此時，也只有當它們在軌道上遠離火星的明亮盤面時才能被看到。可以用一種叫做遮光條的裝置將望遠鏡目鏡中的火星遮擋起來，從而更容易地發現衛星。

星圖顯示了火星從2018年2月到12月穿過蛇夫座、人馬座、摩羯座和寶瓶座的路徑。

望遠鏡觀測史

1610年伽利略（Galileo）對火星進行了第一次望遠鏡觀測。他分析出了火星的凸月相位，但沒看到表面細節。 1659年荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）首次觀測到具體的表面細節;他的繪畫展示出了一塊三角形的暗斑，現在被稱為「大塞地斯平原」（Syrtis Major）。 1666年，喬瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini）首次觀察到火星極冠。

1877年，義大利天文學家喬瓦尼·西亞帕雷利（Giovanni Schiaparelli）將望遠鏡轉向了火星，他確信看到了一系列線性的地表特徵在火星表面縱橫交錯，他命名為「canali」（義大利語為「海峽」，儘管它被錯誤地翻譯成英文的「運河」）。他認為這可能是人造結構，是由火星人建造用來灌溉的（將水從火星極地冰蓋轉移到更熱、更乾燥的地方）。他的觀測得到其他天文學家的支持，最著名的是珀西瓦·洛威爾（Percival Lowell，美國亞利桑那州弗拉格斯塔夫天文台的創始人），但許多人反對這一觀點，因為他們看不到西亞帕雷利宣稱看到的那些特徵。20世紀60年代發射了第一艘航天器去拍攝火星特寫照片，「火星運河」的爭議終於解決了。火星上沒有發現運河，西亞帕雷利可能看到的是望遠鏡的缺陷或視覺錯覺的結果。

西亞帕雷利還相信，火星上的黑暗地區是植被生長造成的，法國天文學家裡埃斯（E.Liais）在1860年首先提出了這一觀點。這個想法貌似可信，因為黑暗地區似乎與火星季節同步地擴大和縮小。今天我們知道這些黑暗區域只是顏色的對比效應;它們明顯的擴張和萎縮是季節性沙塵暴的結果，風暴將淺色灰塵吹離了深色的地表。

1898年英國作家赫伯特·喬治·威爾斯（H. G. Wells）受到西亞帕雷利和洛威爾觀點的啟發，發表了他的經典小說《星際戰爭》，講述了一位倫敦作家目擊火星人入侵地球的故事。

火衛一和火衛二是美國天文學家阿薩夫·霍爾（Asaph Hall）於1877年在華盛頓特區的美國海軍天文台發現的。值得注意的是，作家喬納森·斯威夫特（Jonathan Swift）在1727年出版的虛構小說《格列佛遊記》第三部分《拉普他之旅》中提到了火星的兩個衛星，而這在它們被發現前150年！1750年伏爾泰出版的短篇小說《微型巨人》也提到了火星有兩個衛星。他們想法背後的邏輯似乎是，因為地球有一個衛星，木星已知有四個衛星，那麼位於中間的火星的衛星必須取一個中間數字，即兩個衛星！然而，另一種解釋可能是作者從德國天文學家約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）那裡獲得的靈感，開普勒在1610年認為火星可能有兩個衛星。在20世紀70年代探測火星衛星的航天飛船任務中，所有三位「夢想家」的名字都被正式認可。以開普勒命名了火衛一的一個山脊地形，而火衛二的兩個隕石坑則用斯威夫特和伏爾泰的名字命名。

水星

墨丘利（Mercurius），諸神的信使

視星等：-1.9到+3.8

古希臘名：斯蒂爾邦（「閃亮的星」）

希臘神：赫爾墨斯（Hermes）

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水星通常比其他明亮的行星更難發現，主要是因為從地球的觀測位置來看，水星從來沒有遠離過太陽（距離在17度到28度之間，變化來自其高度偏心的軌道）。因此，只有在晨昏蒙影中（日落後或日出前不久）的低空才能用裸眼看到，在完全黑暗的夜空中從來都看不到。水星通常每年有三次清晨出現和三次傍晚出現，但由於當地晨昏蒙影的時長和黃道與地平線交角的原因，在地球上的任何給定地點只能有一半的機會看到水星。對於北半球觀測者來說，水星最佳觀測時間是3月至4月的傍晚和9月至10月的清晨;南半球觀察者的最佳觀測時間是9月至10月的傍晚和3月至4月的清晨。

在大距期間的傍晚，雙筒望遠鏡能幫你定位水星，大致在日落的方向，日落後約45分鐘左右（開始觀測的確切時間取決於當地黃昏蒙影的時長），之後它的位置就能用裸眼很容易地確定下來了。同樣，在清晨，水星應該在日出的大致方向上，日出前約45分鐘左右出現。

水星通常是白色的，然而它的低高度角（地平線上方的高度）給它染上了點粉紅色，太陽在日出或日落時呈偏紅色也是這個原因（確實，金星和木星靠近地平線時也都會呈現橙紅色）。由於水星是最接近太陽的行星，移動又非常迅疾，因此它的亮度在每次出現時都會迅速變化。

像金星一樣，在望遠鏡中水星呈現出相位，然而因為它的表面尺寸較小，而且低高度角造成觀測條件也差得多，水星並沒有那麼令人印象深刻的模樣。也由於同樣的原因，水星比其他明亮的行星更容易閃爍。

望遠鏡觀測史

1543年，在望遠鏡發明之前，波蘭天文學家尼古拉斯·哥白尼概括了觀測水星的困難：「為了嘗試探索它的移動，這顆行星讓我經受了太多的痛苦折磨。」

17世紀上半葉，水星的相位首次被另一個波蘭觀測者約翰內斯·海威爾克（Johannes Hewelcke）用望遠鏡觀測到。第一次對水星的認真觀測是在18世紀後期由英國（但在德國出生的）天文學家和音樂家威廉·赫歇爾進行的。然而赫歇爾無法發現任何水星表面特徵。

土星

薩圖爾努斯（Saturnus），農業之神

視星等：沖日-0.5（光環展開）至+0.9（光環側向）

古希臘名：菲依農（Phainon）

希臘神：克洛諾斯（Cronus 或 Kronos）

土星在裸眼中呈淡黃色。雖然它從來沒有像其他裸眼可見行星那樣明亮，但知道位置的話還是顯而易見的。土星最明亮的時候，其亮度超過除天狼星（視星等-1.46）和老人星（視星等-0.72）之外所有的恆星。

土星著名的光環系統可以在20倍以上的小型望遠鏡中看到;高倍雙筒能在光環展開時顯示出其橢圓形狀。光環對土星的亮度貢獻很大，事實上，從地球視角觀測的話，光環並不總出現在視野中。大約每15年，光環會以邊緣朝向來自地球的視線，這時候望遠鏡中看到的光環只是一條細線，或者基本消失了，結果就是天空中的土星變暗很多。

當光環完全展示出來時——在它軌道的沖日點——土星最明亮。上次發生在2002年底，今年也是最亮的時候。

詳情請參見土星軌道圖，其中包括1993年至2020年光環環面變化動畫。

在沖日期間（最好是沒有月光的時候）通常雙筒望遠鏡能呈現出土星最大的衛星——土衛六泰坦（Titan，沖日時視星等+8.3），就像土星旁邊一顆發出微弱光線的恆星。它每16天繞土星一周，距離土星中心有四個光環直徑那麼遠。

小型望遠鏡能輕鬆展示泰坦，還有另外幾個土星的衛星，最著名的是土衛五（Rhea，視星等+9.7）、土衛三（Tethys，+10.2等）、土衛四（Dione，+10.4等）和土衛二（Enceladus，+11.7等）。土衛八（lapetus）的視星等會變化（+10.2至+11.9），是因為其兩半球的亮度差異很大，它在土星的最東邊和最西邊時分別向地球呈現相對的兩面;總是西大距時比東大距明亮。

望遠鏡中明亮的衛星里，土衛八是最外面的，距離土星中心遠達十三倍光環直徑。

星圖展示了從2013年11月到2023年2月，土星通過南黃道星座（天秤座、天蠍座、

蛇夫座、人馬座和摩羯座）的路線。

望遠鏡觀測史

土星是1610年由伽利略首次在望遠鏡中觀測的，但他的望遠鏡無法揭示光環的真實形態。土星對伽利略來說一直是個謎;他把這個星球看成三個獨立的部分，用他自己的話來說，「它們幾乎相互接觸，不會移動，不會相互影響而改變」。克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）在1655年用望遠鏡對土星進行觀測後，正確地描述了光環的真實性質，當時他說：「土星被一個薄而平的圓環包圍，環與行星無接觸，與黃道傾斜。」惠更斯同年也發現了泰坦。早期的天文學家因為光環的「手柄狀」外觀，將土星的光環稱為「ansae」（拉丁語為「手柄」）。

天王星

希臘天空之神

視星等：+5.5（沖日平均亮度）

天王星在最亮的時候是裸眼剛剛可見的，但僅限黑暗且無光污染的天空。城市或城鎮的觀測者沒有望遠鏡則很難看到它。它是裸眼可見的最遙遠的行星。

雙筒望遠鏡中天王星像一顆恆星，在天文望遠鏡中是一個小的藍綠色圓盤。通常需要用星圖才能找到它。

望遠鏡觀測史

1781年威廉·赫歇爾爵士發現了天王星，最初他以為找到了一顆新的彗星。用他自己的話說：

「3月13日星期二，晚上十到十一點之間，當我正在檢查雙子座H[作者的注釋：這顆恆星現在被稱為雙子座1 ]附近的小恆星時，我覺察到一個明顯大於其它恆星的星星;它那不尋常的視星等震撼了我，我把它跟雙子座H以及御夫座與雙子座之間四分之一處的小恆星進行比較，發現它比任何一個都要大得多，我懷疑它是彗星。「

芬蘭（一說瑞典）天文學家安德斯·萊克塞爾（Anders Lexell）指出，赫歇爾發現的實際上是一顆行星，他建議將其稱為「喬治三世海王星」或「英國海王星」（赫歇爾在英國的家鄉巴斯觀測到這顆行星）。赫歇爾自己提出了「喬治之星」（「喬治的星」或「喬治的行星」，以紀念當時的英國國王喬治三世）。其他建議的名稱包括「超越土星之星」（由瑞士數學家丹尼爾·伯努利提出）、「赫歇爾星」（法國天文學家約瑟夫·拉蘭德提出）和「奧斯特星」（德國科學家格奧爾格·克利斯托夫·利希滕貝格提出）。這些名稱都沒有遵循傳統的命名方案，而德國天文學家約翰·波德（Johann Bode）則認為「天王星」這一名稱更適合這顆行星。雖然波德在發現它不久後就提出了這個名字，但是這名字在數十年後才被全世界接受。

事實上，在天王星被發現前90年，英國天文學家約翰·弗蘭斯特德（John Flamsteed）早已觀測到了它，但沒有把它看作行星——他認為這只是一顆普通的恆星。在另外三名獨立的天文學家對此「恆星」進行了不少於16次的觀測後，天王星的真實性質才被正確地認定下來。

海王星

海神

視星等：+7.8（沖日平均亮度）

海王星超出了裸眼可見的範圍，但是從完全黑暗的地方，最好在沒有月光的情況下去看，它在優質雙筒望遠鏡中剛好可見。我們需要一張好的星圖才能找到它。大中型望遠鏡能顯示它微小的淺藍灰色盤面。

2010年，海王星完成了自1846年被發現以來繞日公轉的第一圈。

星曆2016-2020

星圖展示從2006年至2023年期間，海王星從摩羯座穿過寶瓶座的位置。

望遠鏡觀測史

海王星是第一顆通過精確數學計算而被發現的行星。 1845年，英國數學家約翰·考奇·亞當斯（John Couch Adams）和法國天文學家奧本·勒維耶（Urbain Le Verrier）根據其對太陽系中其他行星的引力效應（攝動）分別獨立預測了一顆新行星的位置。但是，儘管英國的劍橋天文台最終展開了對該行星的搜尋，亞當斯的發現反響還是很小。 1846年9月，勒維耶向德國柏林天文台的天文學家約翰·加勒（Johann Galle）和海因里希·達赫斯特（Heinrich D Arrest）發送了自己的計算，給出了在何處尋找新行星的準確指示：

「將望遠鏡指向寶瓶座內的黃道，赤經326度，你會在一度以內發現一顆新行星，看起來像一個大約視星等為9等的恆星，並有一個能辨認出的圓盤。「

加勒和達赫斯特幾天後就發現了海王星。隨後為了誰應該獲得這一發現的榮譽而展開了一場激烈的國際辯論，儘管亞當斯和勒維耶本人很少參與其中，並且他們此後成為了朋友。今天他們都享有發現海王星的榮譽。

像天王星一樣，海王星在被真正發現前很久，也被其他天文學家不知不覺間觀測到過。伽利略在忙著觀察木星的時候，明確地在1612年的筆記本里將海王星標記為「恆星」——比它被發現早了233年！約瑟夫?拉蘭德（Joseph Lalande）也在1795年記錄過，而1846年曾經負責英國的海王星搜索的詹姆斯·查理斯（James Challis）也在它被發現前六個星期就記錄到了這顆行星，但他當時並沒有辨認出它。這兩位天文學家都將它記錄為普通的恆星。

（完）

夜空中裸眼可見的行星如何去識別（上）

夜空中裸眼可見的行星如何去識別（中）

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作者：Martin J. Powell

翻譯：馬明陽

校譯：王克義

編排：邱煜欣

責任編輯：解仁江

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