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「太歲」歸來!——光芒耀眼的木星

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五月上旬的木星沖日將木星觀測季推向了頂峰。春夏交替之際,木星用它堪比午夜金星的亮度,開啟了即將到來的富饒的觀測季。這時的木星,無疑成為了眾口可調的百搭望遠鏡目標

本季木星與角宿一(Spica)和大角星(Arcturus)形成一個巨大的不等邊三角形。

Bob King

就像黑暗中的一支蠟燭,黃昏時的木星在東南部的天空閃亮著淡黃色的光芒。木星在5月8日到達沖日點,在一年中距離地球最近。 距離遠與近對觀測木星來說意義重大:這些天這顆巨行星距離我們只有6.58億公里,而在去年十月木星合日時的距離是遙遠的9.62億公里。 這近三分之一的縮進,讓這顆當時視直徑只有30.6」的行星,變成了現在矮胖的44.8」。

「最接近」也是觀測者喜歡聽的一個詞,因為它同義於更大更亮。考慮到行星很小的視直徑和上面更小的細部特徵,沖日意味能著看到上面所有豐富的細節。

木星能比其他行星給予我們更多,因為它最大、最適合作為入門的觀測對象,並且即使用最小的望遠鏡也能看到它那張揚的特徵。

沖日時,木星與地球依偎在太陽的同側,兩顆行星最接近。 當公轉更快的地球超過木星時,這顆巨行星在一段時間內看上去在後退,向西逆行而不是向東移動。

Bob King

木星表面並不堅實,完全都是大氣和雲,構成了一系列明暗的條帶,分別叫做「區」和「帶」。南北赤道帶(SEB和NEB)是用60毫米以上望遠鏡觀測時可能會首先看到的特徵。這些主要雲帶(或多或少地,其中一個或另一個會暫時消失一陣)看著像木星赤道兩側的平行輪胎印。

「區」對應了較冷空氣的區域,並且明亮上涌的雲主要由氨冰組成。 「帶」則是氣體下降的地方; 其暗紅色被認為是源於微量的硫、磷和其他有機化合物。

請用此圖來熟悉木星的區和帶。用牛反觀測時南方在上。 從折射鏡、施卡或馬卡望遠鏡加天頂鏡觀測時,則是北方在上、東西顛倒。木星的自轉導致雲帶特徵從東(後)向西(前)移動。

S & T

在木星上,每個人都想首先看到的就是大紅斑(GRS,現在變成大橙斑了)。 木星的快速自轉讓這個漩渦風暴每9小時50分鐘就轉入視野中一次。 然後是衛星們。 在小望遠鏡中會有更溫馨的萌態嗎? 大家可以體會一下第一次看到它們時那種見證奇蹟的感覺。

四顆明亮的伽利略衛星因距離遠近差異而以不同的速率在木星周圍穿梭,創造了令人賞心悅目的無數種位置布局。 每隔幾天一顆衛星就會在木星的雲頂上投下陰影,或者踏入巨行星的陰影中,並在全食中消失。 像這樣滑稽有趣的動作,木星做起來從未令人失望。

木星的四顆明亮衛星用小型望遠鏡很容易觀測到。

Bob King

現在雖然離沖日有半個月了,木星仍然整夜可見。許多地方要到19時以後才會日落,而木星在21時以後就能擺脫動蕩的低層大氣升到高空,就算你不是夜貓子,也能充分享受觀測的樂趣吧?何況木星每晚會提前4分鐘升起,所以將變得越發方便觀測了。

由於木星位於赤緯-15°的天秤座內,北半球中緯度地區的觀測者就不得不比南半球的觀測者考慮得更加周密,以便捕捉到行星靜止不動、一覽無餘的那些罕有的夜晚。

在每個晴朗的夜晚都停下來,抬頭多看一兩分鐘。 你永遠不知道什麼時候就會中獎。

從雙筒鏡到約8厘米望遠鏡

仔細對焦的普通雙筒望遠鏡能顯示四顆木星衛星。為了獲得最佳視野,要麼把自己定住,要麼把雙筒望遠鏡固定在三腳架上。

Stellarium

7倍以上倍率的雙筒望遠鏡展示出的木星是一個圓盤,以及所有四顆最亮的衛星——伊歐(木衛一)、歐羅巴(木衛二)、加尼米德(木衛三)和卡利斯托(木衛四)。 後兩顆衛星的軌道離木星最遠,通常最容易發現,因為它們經常能躲開木星的眩光。 如果你經常觀察木星,用不了多久就會看到其他兩個。 當其中一顆處於大距時安排你的搜尋觀測計劃吧。

偶爾只有一兩顆衛星會露面。 當然,其他衛星肯定也在的,只不過隱藏在木星前面或後面了。

當木星與目視雙星天秤座α擦肩而過時,在雙筒望遠鏡中也是一幅華麗的圖景。天秤座α更多被稱為Zubenelgenubi(讀作zoo-ben-el-je-NEW-bee,這麼複雜拗口的名字也是夠「牛B」了!中名氐宿一,叫起來就便捷多了)。木星會經過這顆恆星兩次,首次在六月初,然後在八月中旬。 它倆在8月15日至16日最接近,相距僅34",也就是約一個滿月的直徑。

沖日後,木星在天秤座以逆行(向西移動)的方式登場,同時逐漸靠近在西北部231」處有一顆5等伴星(α1)的雙星Zubenelgenubi。 木星向東迴轉,並在八月更靠近這一對雙星。 目光敏銳的觀測者能在黑暗的天空下分辨出這顆恆星的伴星。

Chris Marriott"s SkyMap with additions by author

直到那四顆衛星接近木星的邊緣,一台小型望遠鏡都能輕鬆顯示它們。 當木星顯得銳利而穩定時,使用75倍以上的放大倍率甚至可以觀看較大的衛星木衛三(Ganymede)和木衛四(Callisto)的影凌。 當衛星經過我們的視線和木星之間時,會出現影凌; 投下的陰影看起來像是在明亮雲彩上的小黑點。 在沖日期間以外,當太陽從木星的一側照耀時,陰影要麼在衛星前方,要麼在衛星後方,在衛星從木星前方通過之前或之後清晰地呈現。

你也可以在木衛食中觀看衛星在木星的陰影中進出,或者在掩星時看到衛星被木星的邊界慢慢覆蓋。 要想在一年中任一夜晚、任一時刻搞清這些衛星誰是誰,大家可以查看Sky & Telescope網站的「木星的衛星」。

使用15-20厘米望遠鏡

有經驗的觀察者可能會在較小的望遠鏡中看到大紅斑,但筆者建議在今年使用15厘米的望遠鏡以獲取良好的圖像。50年前,當大紅斑超過地球兩倍大時,情況就不同了。 木星的「獨眼」現在已經收縮到只有1.3個地球大小,並且形狀變得更圓,更像是蘋果而不是葡萄了。查詢大紅斑的可見時間也可以登陸Sky & Telescope網站。

這張5月1日拍攝的木星圖像顯示了行星上一些更突出的特徵。 大紅斑噬入南赤道帶(SEB)並戳進南溫帶(STB)。這裡也可以看到南赤道帶在大紅斑身後的擾動,以及大紅斑中央暗雲的形成。 圖中南方在上。

Christopher Go

幸運的是,儘管大紅斑縮小了,它仍然顯示出健康的紅色調,這讓它從這顆星球表面的其他一切中脫穎而出。 想看得更清楚,用100-150倍的放大倍數觀測應該沒有問題。

中型望遠鏡才真正開始打開視野。對於新手來說,你可以觀看四顆衛星的影凌,以及在影凌過程中觀察較大衛星的微小盤面在木星盤面上穿進穿出。同樣,較大的衛星木衛三(Ganymede)和木衛四(Callisto)比木衛一(Io)和木衛二(Europa)更容易在木星表面看到。

可以觀測的還有:

北赤道帶和南赤道帶的斷續而變換不定的邊緣

多看到至少兩條微弱的暗帶——南北溫帶

花紋 - 明亮的赤道區內暗色的弧形漩渦雲

南北極地區(SPR、NPR)——通常在業餘望遠鏡內呈灰褐色,但在NASA的朱諾探測器看來,其中所有風暴般的壯麗都顯露出來了

木星的橢圓形狀——赤道比兩極寬

不同大小的衛星圓盤,在200倍以上的觀測效果甚佳——小至木衛二的0.84」,大到木衛三的1.4」

木衛一的橙色表明存在硫磺成分的火山熔岩

使用25-40厘米望遠鏡

左圖:如2018年4月29日拍攝的照片所示,橢圓BA是木星中央子午線上(靠近頂部)一個小的紅色圓形特徵。當時行星的中央子午線經度為41°(參考系II)。

右圖:從2012年的這個視角可以看出木衛三處在凌木過程中(頂部),下方是木衛二的陰影(木衛二在圖片外)。 在北溫帶的北邊可以看到幾顆深色斑點; 淺色的橢圓斑點在南溫帶以南的區域。 圖中南方在上。

Christopher Go (left) / Damian Peach

儘管更大口徑的望遠鏡需要更好的大氣視野才能充分發揮其性能,但用大望遠鏡永遠不會沒東西可看。木星會慷慨地回報有耐心的人。

可觀測:

大紅斑:尋找風暴中心更深色的「按鈕」,還有大紅斑穴,這片淺色區域將大紅斑容納其中

組成南赤道帶的北、南兩部分——較深的南半部,較淺的北半部

大紅斑後面(東部)的南赤道帶有雜亂的氣流擾動

赤道雲帶呈巧克力紅色,尤其是北赤道帶

更多的雲帶和雲區,特別是在溫帶緯度和北極地區以南相鄰地帶

橢圓形BA——一個壽命很長的迷你大紅斑,又叫小紅斑,由幾個小橢圓合併時形成,以淡粉紅色著稱。位於南溫帶和南南溫帶之間,經度約為40°(參考系II)的這個橢圓,可以在條件良好的夜晚用150倍以上的倍率觀測到

在北赤道帶的北部邊緣經常發現叫做白色橢圓斑和深色斑點的較小風暴。橢圓斑通常對比度較低;而深色斑點相較蒼白色的雲層則更加突出

第5顆衛星是木衛六(Himalia)。它是木星的第六大衛星,但在這個季節只能保持視星等15.0的微弱程度。 它伸展的傾斜軌道(與木星赤道交角29.6°)距離木星很遠。 在處於大距時尋找它,這樣能減少木星的眩光。 大家可以使用星圖軟體程序創建屬於自己的星圖,從而找到木衛六。 Stellarium是個免費的Mac和Windows程序,可以在stellarium.org上找到,裡面包括木衛六。

發現諸如雲帶和雲區這類較大特徵還是相對容易的,但如橢圓形BA這樣較小的風暴會受行星的強風推動而在不同經度之間飄移。 想要找到一個較小的目標,不僅需要知道它佔據了哪個帶或區,還要知道它的經度。木星有兩個基本經度參考系:參考系I用於旋轉較快的赤道地區,參考系II用於較慢的極地緯度。 對於橢圓BA來說,筆者列出了它在參考系II的經度。

可以看到衛星舞蹈和不斷變化的雲帶圖案,木星因此成為了最有觀賞價值的行星之一。 最後願大家都收穫到寧靜的夜空!

http://www.skyandtelescope.com/observing/let-jupiter-shine-a-little-light-on-you/

作者:Bob King

翻譯:馬明陽

校對:王克義

編排:邱煜欣

責任編輯:解仁江

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

微信號:astronomycn

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