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天問一號登陸火星前 不妨先來一睹這顆紅色星球的風采

來源:科技日報作者:李鑒責任編輯:李佳琦
2021-03-02 08:40

視覺中國供圖

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之一。在亞述(古代西亞奴隸制國家),火星被稱為“流血的星”,是死亡、不幸和災難之神的化身。古希臘和古羅馬人則把它視為戰神。而中國古人對它的稱謂——熒惑,似乎更能體現其特點:熒熒似火而又行蹤不定,最讓人捉摸不透。

這段時間,火星探測又掀高潮,各國探測器將陸續登陸這顆紅色的星球,我國天問一號火星探測器剛踩了一腳“剎車”,將于不久后抵達火星。在天問一號登陸火星前,我們不妨走出家門,“先行一步”看看這顆近日的“網紅”星球。

“黑科技”幫忙捕捉火星蹤跡

觀測火星之前,我們首先需要知道火星的位置。行星之所以叫行星,就是因為它們在星空中的位置游移不定。尤其是火星,堪稱行星中最難以捉摸的,有時候它一整年的觀測條件都不錯,有時候卻又連續四五個月都難覓蹤影。這是因為火星的會合周期是所有行星中最長的,平均為780天左右,比排第二的金星會合周期長了近200天。在這780天里,大約有120天火星離太陽的角度不超過20度,在地球上很難觀測到;也有差不多200天,火星離太陽的角度都在90度以上,每晚至少有一半的時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年火星的運行情況大致為:2月底至3月份,火星在金牛座運行,日落后位于西南方天空,大約在次日凌晨落山,前半夜觀測條件不錯。到四五月份,火星由金牛座運行至雙子座,落山時間提前至23點左右,前半夜可見。再往后,它的落山時間逐日提前。從8月上旬一直到年底,它都在太陽附近運行,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紅的亮星,在天空中相隔不到兩個拳頭。它們就是火星和金牛座的最亮星——畢宿五。

這段時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兒。在高度上,它倆也相差不大。要想區分它們,有一個簡單的方法:行星不閃恒星閃。恒星離地球非常遙遠,都是點光源,當星光透過地球大氣層時,由于大氣抖動的影響,就會出現閃爍。而行星離地球近,是面光源,相當于由許多點光源聚集而成。各點的光雖然都有波動,但這些波動既不同時發生,也不在同一方向,會相互抵消。所以我們不會看到火星發生明顯閃爍,而畢宿五則經常會“一閃一閃眨眼睛”。

當然,我們也可以利用軟件的實時星空功能,只需把手機對著天空,屏幕上會自動顯示出這片天區里的天體,火星、畢宿五等天體都就會“原形畢露”。

選對望遠鏡也很重要

如果用肉眼觀測,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光,就必須借助于望遠鏡。

城區的光污染對行星觀測影響不大,但大氣寧靜度和透明度則是越佳越好。所以我們不必專程趕往郊外,而應該盡量選擇一個無風的晴夜觀測。另外,火星的視直徑最大為25角秒左右(1度=3600角秒),大多數時候都只有十幾角秒甚至幾角秒,至少需要放大數十倍才能看到。常見的雙筒望遠鏡都不足以勝任。

一般的60—80毫米小口徑天文望遠鏡,配合70倍以上的放大倍數,可以看到火星視圓面。使用口徑更大、焦距更長的望遠鏡,能看到它兩極的白色極冠,甚至還能看出南北半球的差異?;鹦堑牡貏萏攸c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。不過倍數也不是越大越好,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就是160倍。實際上,由于物鏡、目鏡的光學質量限制,很多望遠鏡的極限倍數甚至還達不到口徑的數值。例如有的102毫米折射望遠鏡在100倍時,無論怎么調焦,視野里都是模糊一片。這意味著望遠鏡的分辨率不足以匹配這么大的倍數,分辨不出更多的細節了。

我們在網上見到的那些漂亮火星照片,大都是把相機或網絡攝像頭接在望遠鏡后面,拍攝多張,再用軟件疊加處理而成。用望遠鏡目視,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,以及火衛一和火衛二等目標,更是大大超出了小望遠鏡的觀測能力。關于這顆紅色星球的更多細節,期待天問一號能給人們帶來新的驚喜!

(作者系北京天文館副研究員)

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