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距角

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这张图显示了外侧行星的距角()及日地离角()。

天文测量学中,太阳系天体的距角,又称为离日度[1]日距角[2],就是以地球为参考点时,该天体和太阳之间的角距离。当天体位于黄道面上时,该天体的距角就是它跟太阳之间“地心视黄经”的差。

内侧天体的距角

对于内侧天体(包括内侧行星地内小行星)而言,距角最小为0°,称为日,而且有两种情况,地球与与天体位于同侧的情况称为内合下合,位于异侧的情况称为外合上合

内侧天体的距角存在最大值,称为大距(greatest elongation),约略相当于“该行星与地球的连线”相切于“该行星的轨道”的时候。大距是内侧天体的相位最大的时候,这意味着它们能反射到地球上的阳光通量最多,也是最亮、最适合观赏的时候。

大距又可分为两种。行星到达大距时,如果是出现在太阳东侧,称为东大距(greatest eastern elongation),如果出现在太阳西侧,则称为西大距(greatest western elongation)。[2]东大距的行星比较适合在日落时观赏,西大距则适合在日出前观赏。

金星和水星的东大距

水星大距时距角介于18° 和28°,金星大距时的距角则介于45° 和47°。[3]这些数值之所以会变动,一来是因为行星轨道是椭圆形,二来是因为行星轨道具有倾角。值得一提的是,金星大距时的相位接近0.5,形状类似弦月

大距周期

内侧行星的东大距、西大距各自有周期性,而且东大距、西大距会交替出现。大距周期是会合周期的一种;欲计算会合周期,可以从行星之间的相对角速度着手。

我们采取理想化的假设,地球和某行星的轨道都是圆形,令 分别代表会合周期(例如东大距的周期)、地球公转周期(即回归年)、行星公转周期。又令分别为行星相对于地球的公转角速度地球的公转角速度、行星的公转角速度。于是,

金星为例, 224.70个地球日(一个金星年), 365.25个地球日,因此两次金星东大距(或西大距)的时间间隔是583.93个地球日。

外侧天体的距角

对外侧天体(包括外侧行星和轨道位于地球外侧的矮行星小行星等)而言,距角最小同样为0°,亦称为日(但不分外合、内合)。

外侧天体不具有大距,它们的最大距角为180°,称为日;此时天体的相位为1.0,反射最多阳光,亮度最亮,而且整夜都会出现在地平线上,此外,冲日也是外侧天体最接近地球的时刻,也因此,冲日是观测外侧天体的最佳时机。

越靠近地球的行星,其视星等就越容易受到距角变化的影响。火星的视星等受到距角变化的影响最大——在火星合接近远日点时,视星等最低,只有+1.8等,但是在罕见的大冲时,视星等高达−2.9等,比最暗时亮了75倍。对更外围的木星而言,最亮和最暗之间的亮度差异只有3.3倍,至于天王星的变化就只剩1.7倍。

当外侧天体的距角等于90°或270°时,也就是“地球-太阳连线”与“地球-行星连线”成直角时,就叫做方照(quadrature)。出现在太阳东侧时,称为东方照(eastern quadrature),出现在太阳西侧时则称为西方照(western quadrature)。[2]

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参考文献

  1. ^ 张桂兰. 2002年重要天象 (PDF). 台北市立天文科学教育馆: 8. [2023-02-25]. (原始内容存档 (PDF)于2023-02-25) –通过台北星空 (中文(台湾)). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 天文年鑑2023. 台北市立天文科学教育馆. 2022 [2023-02-25]. (原始内容存档于2023-02-25). 
  3. ^ EarthSky | Greatest elongations, superior and inferior conjunctions: Definition for stargazers. earthsky.org. 2022-01-01 [2023-02-25]. (原始内容存档于2023-09-20) (美国英语). 

外部链接