从火星冲日与金星合月谈起

郑永春

火星冲日

2020 年10 月14 日，是26 个月一遇的火星冲日。火星冲日是一种常见的天文现象，每当天空中火星和太阳分处地球的两侧，太阳、地球、火星在一条直线上就会出现。火星冲日前后，太阳刚一下山，火星就从东方的天空升起;火星刚从西方的天空落下，太阳就升起来了。在深夜的时候，火星在头顶上方，相当于整夜都可以看到火星。

火星冲日的时候，是从地球上观测火星的最佳时期。在航天时代以前，每逢火星冲日，全世界的天文学家都会把望远镜对准火星。

1610 年，伽利略把望远镜第一次对准了火星，但他的望远镜实在是太简陋了，似乎没有证据说明他发现了什么。

1659 年，惠更斯通过望远镜观测，得到了火星的自转周期。

1666 年，卡西尼在意大利观测火星，绘制了火星地图。

1877 年，美国人阿萨夫·霍尔发现了火星的2 颗小卫星，他用战神的2位随从——福波斯和戴摩斯命名之。同年，意大利人斯基亚帕雷利把他看到的火星地貌，用直线画成了蛛网状。这些直线后来被误读为人工建造的运河。

18—19 世纪的火星冲日，天文学家借助望远镜，发现了火星上明暗相间的特征，看到了水手大峡谷和太阳系最高的火山，还看到了南极的极冠。根据火星表面明暗标志出现的间隔，得到了火星的自转周期是24 小时37 分钟。在《火星全书》中，展示了望远镜发明以来各个时代的天文学家绘制的火星地图。

1894 年，美国富商罗威尔建立私人天文台，以寻找火星运河、火星农业和火星人。《火星纪事》《红色星球》《火星沙》等一系列科幻小说，又把对火星的关注从科学视角转移到文化和社会视角。

然而，从地球上观测火星还是太远了。进入航天时代以来，火星探测器可以飞到它的附近，甚至着陆下去。这时候，火星冲日的科学价值就削弱了，现代人对火星的认识，绝大部分已经与天文望远镜无关，主要得益于火星探测器得到的结果，这是现在和古代不一样的一点。

2020 年7—8 月，是火星探测器集中发射的时间段。火星探测器发射的时候，不是火星冲日的时候，这点必须要说清楚。火星探测器发射的时候，并不是地球和火星二者距离最近的时候。因为火星在往前走，地球也在往前走，如果二者距离最近的时候发射过去，火星显然已经跑掉了。所以，火星探测器是在火星冲日之前的2 ?3 个月发射的。探测器从地球上发射的时候，要求火星在地球的前方44 度。发射之后，沿着一条抛物线飞过去，这条抛物线叫霍曼转移轨道，是从地球去火星最节省燃料的轨道。

作为普通人，我们在地球上该如何观测火星，又能观测到什么呢？首先，整个10 月，火星都是整个天空中最亮的那颗星，而且长时间可见。其次，通过普通的天文望远镜，我们可以看到火星的红色表面、明暗变化，甚至还能看到白色的极冠。运气好的话，努努力还能识别出长达4 000 千米的水手大峡谷和高达22 000 千米的奥林匹斯山。

金星合月

除了夜观火星，10 月初，在太阳升起前的凌晨，天空中还会出现金星合月的天文现象。清晨，可以看到东方的地平线上升起一弯细小的月牙。月牙的附近，有一颗亮如明珠的星星，那就是金星。金星和月亮相依相伴，交相辉映，犹如星月童话，成就了一道美丽的风景。

为什么会出现金星合月的现象呢？这是因为，每年有很多次，太阳系的各大行星会与月亮运行到同一黄经上。此时，这些行星看起来离月亮很近，这种天文现象称为“合”。除了金星合月，还会出现水星合月、土星合月、木星合月等。作为距离地球最近、光度最亮的行星，金星在中国古代被称为“太白”。在行星合月中，金星合月最具观赏性。

这些行星真的靠近月亮了吗？其实并没有，以金星合月为例，我们知道，月亮绕着地球转，地球带着月亮一起，在第三条轨道上围绕太阳转。金星作为一颗行星，在第二条轨道绕着太阳转。金星和月亮各有不同的轨道。所谓的金星合月，实际上二者根本就没有合在一起。如果在太阳系上方，换一个角度看，你会发现两个星球之间的距离至少几千万千米。只是从地球上看过去，它们看起来挨得很近而已。

天象常常有

很多人在介绍天文现象时，经常会用多少年一遇说明它的罕见性。早晨可观赏金星合月，夜晚可观赏“超亮”火星，这两种天文现象同时出现，是否也是难得一遇的呢？在我看来，金星合月、火星冲日都是常见的天文现象，夜空中每天都会出现各种天文现象，不用太多想。

如果由于天气原因，你错过了火星冲日和金星合月这两大天文现象，也不必扼腕叹息。因为经过1 个月的周期，金星合月还会再次出现。11 月中旬，我们还会看到月亮与金星在天空中相遇。区别只是在于月相的形状发生了微小的变化。

至于“超亮”火星的观测，更是不限于火星冲日这一天，整个10 月都是从地球上观测火星的好时机。只要天气晴好，夜幕降临后，你面向东方，就会看到地平线上升起来一颗亮星，就像一块红色宝石，镶嵌在夜色的天幕之上，熠熠生辉，美艳无比。

10 月下旬，红叶遍山的时候，我们还可以观赏到猎户座流星雨。当然，你也不必担心流星雨会砸到你。这是因为哈雷彗星前几次光临地球附近时，被太阳辐射加热，留下了一个巨大的尘埃团。地球绕着太阳转的时候，每年都会穿越这团尘埃，地球上的人们就可以看到壮观的流星雨了。这些尘埃都很小，在穿过地球大气层时早就被烧完了。

科学不信邪

在神话中，金星被视为美神和爱神。但科学探测的结果发现，金星却是一个“狂暴”的星球。不久前，科学家在金星上发现磷化氢，大家对金星上有没有生命非常感兴趣，使得观测金星成为热点。实际上，金星的环境很恶劣。即便可能有微生物，也只可能在几十千米的高空中。由于有浓密的大气层，相机无法拍到金星表面的照片，只能通过雷达探测。

在古代，人们把火星当作不吉利的象征，因为它颜色是红色的，在神话中被视为战神，代表着战争、血腥和灾难。但是，科学的探测结果发现，火星上曾经有江河湖海和浓密的大气层，它的气候曾经温暖湿润，很适合生命的发育。即便现在的环境已经恶化成为一个荒漠行星，仍然是太阳系中除地球外最宜居的行星。今年7 月，中国发射了天问一号火星探测器，美国和阿联酋也各自发射了探测器，火星早已成为深空探测的焦点。

中国人把火星叫“荧惑”，“荧”是火光的意思，说明它是红色的;“惑”是疑惑的意思，这又是为什么呢？这是因为，火星和地球都绕着太阳转，它们有时候在太阳的同一侧，有时候位于太阳的两侧，二者之间的距离会出现大幅度的变化，最近的时候有5 500 万千米，来自火星的光线（实际上是反射的太阳光）3 ?4 分钟就到达地球被我们看到;最远的时候达4 亿千米，来自火星的光线要20 多分钟才能被我们看到。正是因为这个原因，使火星的亮度有很大的变化，我们看到的火星时隐时现。

有说法认为，火星冲日和个人运势有关系，这是没有任何道理的。因为火星是太陽系的第4 颗行星，地球是第3颗行星。火星冲日时，这2 颗行星在太阳的同一边，都朝向太阳的方向，是经常出现的。

如果长期观测火星，就会发现火星在天空中的轨迹有时候会出现逆行。大多数时候往前走（顺行），有时停住不走了（留），接着，开始后退（逆行），退了一段又往前走了。但是，这是我们从地球上看事物的直觉，但这个直觉并不符合客观事实。火星和地球一样，都是绕着太阳逆时针公转的。从太阳系上方看，火星没有逆行过，水星也没有逆行过。虽然它们到地球的距离有时远、有时近，但我们在地球上的生活主要受太阳的影响，其他行星的引力、辐射对我们基本没有影响。

总之，火星冲日、水逆、星座这些都是常见的天文现象，与国家和个人的命运没有任何关系。科学与其他学问之间最重要的区别在实事求是。只要有足够的证据能推翻现有的理论，科学界会毫不犹豫、立即接受。