天象预告 | 金星西大距巧遇春分

本周将要出现的天象有3月20日的金星西大距,满月出现在3月18日15点18分。

春 分

本周有一个天文上重要的时间节点,那就是春分。春分一般出现在每年3月19日到22日。今年春分的时间是3月20日23点33分。春分是我国传统的二十四节气之一,也是天文学上的重要节点。春分时,太阳直射赤道,南北半球昼夜基本平分;春分过后,太阳直射位置由赤道逐渐向北半球推移,北半球各地白昼开始长于黑夜,气候逐渐温暖起来。

在天文学上,为了精确表示天体在天球上的位置而设置了不同的坐标系统。其中最常用的是赤道坐标系。

我们知道,地球上的某个地点可以由经度和纬度这两个数值确定。从北极点到南极点,可以在地球表面上画出许多与地球赤道垂直的南北方向的圆圈线段,这就是经度线。人为规定,以通过英国伦敦格林威治天文台的那条经线为起始,就是0度经线,也叫本初子午线。从本初子午线开始,向东称东经,向西称西经,东、西各以180°计算。垂直于地轴的平面与地球表面的交线,称为纬度线。纬度线与赤道平行,赤道的纬度为0度,赤道向北为北纬,向南是南纬,南北各有90度,南、北极的纬度是90度。

和地球上这套坐标系统相类似的,天球上的赤道坐标系统也是由经度、纬度组成,分别称为赤经、赤纬。地球自转轴的假想延长线和天球的交点分别叫做北天极和南天极,地球赤道面无限延伸和天球相交,在天球上形成的大圆称为天赤道。天赤道的赤纬是0度,向北为正,向南为负,北天极、南天极的赤纬分别是正负90度。天球上连接南北天极并与天赤道相垂直的线就是赤经线, 赤经的0度线从哪里开始呢?

地球围绕太阳运动,但从地球上看起来,好像是太阳在天上缓缓移动,一年里在天空中走一圈。我们把太阳在天上经过的这个大圆圈叫做黄道。一共360度。黄道和天赤道有两个交点,一个是春分点,另一个是秋分点。太阳在一年中会有两次穿越天赤道,一次是由南向北穿越,就是在春分。另一次由北向南穿越,是在秋分。天文学上规定春分点的黄道经度为0度。天文学上还规定,把经过春分点的赤经线定为0度起点,赤经由春分点开始向东量度。单位是时(h)、分(s)、秒(m),一共24时(h)。这里的时、分、秒可不是时间单位,而是角度单位,因此赤经有时也会直接用角度来表示。1h=15゜,1m=15',1s=15" 。和时间一样,赤经的每小时可细分为60分,每分可再分为60秒。

地球上的0度经线是人为规定的,位置不会改变,而天上的0度赤经线则是在不断变化的,逐渐向西移动,每年移动50角秒多。这是因为地球在自转的过程中,自转轴指向位置会缓缓摆动,就像一个巨大的陀螺一样,一边旋转一边摆动,摆动一圈大约要25800年。这就造成了黄道和天赤道的交点春分点在黄道上缓缓向西移动。当前春分点在双鱼座,两千年以前春分点在白羊座,而再过五百多年,春分点将进入宝瓶座。

金星西大距

3月20日还有一个天象就是金星西大距。西大距是地内行星水星、金星特有的现象。由于它们在地球轨道之内围绕太阳运行,从地球上看起来它们总是在太阳附近一定的范围内来回摆动,最大不会超过一个特定的角度,对金星来说这个角度最大不超过47度。当它在太阳西边和太阳之间角度达到最大时,就是西大距,出现在早晨的东方天空。在太阳东边和太阳之间角度达到最大时,是东大距,出现在黄昏后的西方天空。

3月20日日出前金星位置示意图 图源:星图软件

金星在太阳系八个大行星中距离太阳第二近,也是离地球最近的行星,公转周期224.71日,中国古代把出现在早晨的金星称为启明星,出现在傍晚的金星叫做长庚星,或者统称为太白、太白金星。金星是夜空中亮度仅次于月亮的天体,绝大多数时间里,亮度在-4等以上,非常明亮。本次金星西大距时,金星位于摩羯座,亮度-4.4等,日出前约两个小时升出地面。对北京地区来说,天亮时的地平高度在15度以上,我国长江流域以南的地区,高度可以达到20度以上。天亮前位于东方偏南的天空,在它下方不远处,一左一右还有亮度稍暗的土星、火星。

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