有趣的行星“相遇”
李昕
由于不同行星到地球的距离有较大差别,自身绕日公转速度有快有慢,因此相对于背景恒星的运动速度也就不一样了。这也就造成了任意两颗行星都可以在某一时刻出现黄径相同的情况,也就是我们通常所说的“相合”天象。但由于行星的轨道位置有很大区别,自身很多性质也不尽相同,在这里我们分别讨论一下地内行星之间、地内行星与地外行星、地外行星之间的相合。需要说明一下的是,天王星亮度很暗,直接用肉眼看到非常困难,而海王星肉眼无法看到,因此不讨论这两颗行星的相关问题。
水星和金星这两颗地内行星公转速度都较快,因此它们之间相合的发生机率也是最高的。但它们距离太阳较近,可以被观测到的相合并不多,加之水星和金星的公转轨道分别有约7°和3.4°左右的倾角,它们之间发生角距离很近的相合概率也就很小。如想计算水星合金星的发生频率,不但需要考虑水星、金星和地球三个天体的运动,还要把水星公转轨道很“扁”(轨道偏心率约为0.2)这条因素考虑进去,因此比较复杂,这种地内行星相合的情况每年大约会发生1~6次不等。
火星每年在黄经方向上的视运动大约是200°左右(计算逆行),远大于木星的32°和土星的13°,因此火星合地内行星的机率也比较高。由于水星周年视运动至少会绕黄道一周,所以它每年就会至少合每个地外行星一次。而金星每年并不一定能在黄道上运行360°,因此它不是每年都能合所有的地外行星,例如今年就没有金星合木星。
与前面两种情况相比,地外行星相合的概率是最低的,其中由于火星公转周期较短 ,每两年多就会合木星、土星1~3次(相合赶上火星逆行时可能为3次)。而木星和土星因为公转周期都很长,距离地球又非常遥远,它们的相合是非常罕见的。但同样由于以上原因,我们在计算“木士相合”周期时可以忽略地球自身的运动影响,使用会合周期公式:
将木星的公转周期12和土星公转周期29.5年代入公式简单计算就得到了木土相合周期,约为20.2年(赶上木星由顺行为逆行会连续发生3次)。下 一次的“木土相合”将发生在2020年末,到时候这两颗巨大气体行星之间的角距将在6′左右,属于非常罕见的天象奇
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