[2012.06.02] 金星凌日

2012-6-1 15:49| 发布者: migmig| 查看: 9879| 评论: 7|原作者: 悠悠万事97

摘要: 6月5日与6日将出现罕见的天文现象：金星凌日。

【导读】罕见的天文现象——金星凌日——将于今年6月5-6日发生

金星凌日

百年之庆

Jun 2nd 2012 | from the print edition
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6月5日与6日将出现罕见的天文现象：金星凌日。凌日是小型的日食，即行星在行进过程中遮挡了它围绕着旋转的恒星。观察者距其较近时可以看到日面阴影在移动；较远时可检测恒星光度的暗淡。在那些比太阳更为遥远的恒星周围也可有行星旋转，可借恒星光度的暗淡发现它们。金星凌日也曾有重大的科学意义。通过在不同地点所测的凌日起始时刻，可以计算行星与地球之间的距离和太阳系的大小。人们高度评价这一工作，因此1769年法国政府曾指示本国军队，不得妨碍它们的英军竞争者的探险。上次金星凌日发生于2004年（如图），下次将于2117年发生。

【背景资料】天文学家观测“金星凌日”的奇闻趣事

　　历史将在6月8日再一次重复。金星将于6月8日穿越太阳，这就是天文学上极上罕见的“金星凌日”现象，届时世界许多地方的天文爱好者都可以看到这一天文奇观，届时，金星就会成为在太阳表面慢慢移动的一个小黑点，慢慢移动。由于这种天文奇观近122年没有出现，可谓百年不遇，因此每个人一生差不多也只能见到一次。

　　宝贵的机会怎能错过

　　“金星凌日”现象的出现规律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循环。此外，天文学中把相隔时间最短的两次“金星凌日”现象分为一组。因此，预计本组下一次“金星凌日”现象将于2012年出现，如果本组在6月份出现，那么下一组就会在105.5年后在12月份出现，以此循环。

　　人们从地球上只有可能看到水星和金星穿越太阳。在天文学史上，天文学家一直就对这两种天文奇观十分感兴趣，其主要原因是从地球表面不同地方进行观察，它们出现的时间也稍有不同。通过比较金星到太阳、水星到太阳的距离，就可以预测地球的直径。“金星凌日”现象出现时，太阳、地球和金星会在一条直线，从而使天文学家可以计算出金星和太阳距离之间的不同。由于金星的体积相当大，天文学家经常利用这一点来研究许多天文现象。事实上，在18世纪和19世纪，天文学家就利用“金星凌日”现象，然后根据开普勒的第三定律去测量太阳系的“绝对大小”。在当时这种数值少有人知。

　　因准确预测彗星出现周期而享誉世界的埃德蒙•哈雷爵士是世界上首位意识到“金星凌日”现象有可能被用于测量地球与太阳之间距离(日地距离)的天文学家。今天，这种测量方法已被其他方法所替代，主要原因就是由于水星或金星在移进或移出太阳时都要求精确，而在两个多世纪前，这种准确性是难以获得的。

　　自1882年以来，随着现代科学技术的发展，观测“金星凌日”的方法以及所有决定天文单位的老方法都已落伍。科学家使用星际太空船尤其是覆盖近日行星(水星、金星、地球和火星中任一颗轨道靠太阳最近的行星)的雷达对“金星凌日”现象进行追踪，最终取得了天文学家长期追求的准确性。事实上，“金星凌日”现在只不过被当作一次观测稀有而珍贵的天文现象的机会而已。尽管如此，细致的探索仍能给科学家带来惊人的发现，比如通过观察1761年和1769年两次“金星凌日”现象，天文学家就获得了测算日地距离(称为一个天文单位)的第一手珍贵资料。

　　观测路上多磨难

　　开普勒预测出1631年12月6日“金星凌日”现象，但不幸的是，由于大风和暴风雨等气候条件的影响，欧洲大部分地区的人们都看不见太阳，更别提观测“金星凌日”了。

　　当时还少有人知的英国天文学家耶利米•霍洛克斯通过仔细研究开普勒的图表，预测出1639年12月4日将再次出现“金星凌日”的天文奇观。霍洛克斯也为这次观测活动做好了准备，他甚至在“金星凌日”前一天还在仔细研究太阳，担心自己的推断出现问题。1639年12月4日(星期日)，天空中蒙着一层薄薄的云彩，霍洛克斯从太阳升起到中午1点，一直守候在望远镜旁，只是偶尔被“最重要的事情”——在教堂做礼拜打断了一下。

　　几个小时后，霍洛克斯又回来观测，这时他发现金星的轮廓正好位于圆圆的太阳上。遗憾的是，非常重要的一刻——金星进入太阳时，他没有看到。美国天文学家西蒙•纽科姆(1835-1909)在谈到当时那种情况时指出：“科学界为此望眼欲穿了一个世纪，并且还有理由再等待一个世纪。”

　　当时只有一个人亲眼目睹了那次穿越：霍洛克斯的朋友威廉•克拉布特里。但由于克拉布特里当时完全沉醉在看到“金星凌日”奇观的惊讶中，结果失去了往日的沉着，在日落之前只画了几副草图。霍洛克斯和克拉布特里本来计划见上一面，比较他们的观测结果，然而不幸的是在计划见面日的前一天，霍洛克斯突然故去，当时只有23岁，而克拉布特里也在3年后去世。

　　天文学家在地球的120个地点对1761年6月6月发生的"金星凌日"奇观进行了观测。天文学家查尔斯•梅森(1730-1787)和他的助手、勘测员耶利米•狄克逊(1733-1779)原计划去遥远的苏门答腊(位于印尼)观测那次奇观。但刚乘船离开英国的朴次茅斯，他们的船只便被法国军舰的炮火击中，船体严重受损，船上有11人丧生。梅森因此决定放弃苏门答腊之行，但这遭到英国政府的猛烈批评，英国政府敦促他再次前往苏门答腊。

　　在这种情况下，梅森和狄克逊只好于1761年2月再次扬帆启程。2个月后，他们到达了南非的好望角。在得知法国军队已经占领苏门答腊的消息后，梅森和狄克逊决定就从好望角观测“金星凌日”。然而他们没有想到的是，梅森和狄克逊从南半球观测的那次“金星凌日”奇观竟是在南半球进行的唯一一次成功的观测。2年后，梅森和狄克逊与宾夕法尼亚和马里兰的地主签订协议，帮助他们解决两省之间的交界争端，而他们帮助划分两省交界的那条线在1766年成为举世闻名的“梅森-狄克逊线”。

　　金蒂尔的观测奇遇

　　法国人莱•金蒂尔在1761年的那次“金星凌日”发生的前一年便离开了法国，前往印度的旁迪切利，他在大海上遇到了暴风雨，好不容易活了下来。不久，他又患了痢疾。可是，即将抵达旁迪切利的时候，又听说这座城市已经落入英国人之手(当时正是英法七年战争的高峰时期)。由于金蒂尔是法国人，所以，他被禁止在印度登陆，只好在摇摇晃晃的甲板上观测“金星凌日”。这样的观测效果可想而知。

　　最终，他在非洲的毛里求斯岛登陆。由于他太喜欢天文学了，所以金蒂尔决定将家安在毛里求斯，度过未来的8年生活，目的就是要等到将于1769年发生的那次“金星凌日”。在等待期间，金蒂尔并没有虚度光阴，他利用这段宝贵的时间研究了印度洋的地理和历史。最后，他决定从吕宋(今天的菲律宾)观测“金星凌日”，然而，他接到他的资助方——巴黎科学院的指令，要求他回到旁迪切利进行观测。

　　6月是旁迪切利天气最好的季节，然而，在“金星凌日”那天，一块可恶的云彩遮住了太阳，金蒂尔又一次错失了观测良机。更糟糕的是，他事后听说，那天吕宋的天气晴朗得不能再晴朗了！旁迪切利沮丧到极点，他决定返回巴黎。回程两样麻烦不断，他遇到两交船难，好在他还是活着回到了法国。差点把他气疯了的是，他的后人竟然以为死在路上了，正在家里忙着分他的家产呢！

　　詹姆士•库克船长(1728-1779)被许多誉为“最伟大的大洋探险家”，他在塔希提岛帕皮提东北部一个叫维纳斯角的黑色沙滩上观测到了1769年出现的那次“金星凌日”。英国方面之所以让他完成这项重大使命，是因为他的地理知识相当丰富，能够找到最佳的观测地点。在海上航行中，他打开了他的第二封密函，要他去寻找一块神秘的土地，这就是后来人们所熟知的澳大利亚。

　　天文学家伤感的预言

　　接下来的一次“金星凌日”发生在1874年12月9日，1882年12月6日又发生一次。只要是天文学家能到达的地球上的地点，都对这两次“金星凌日”进行了观测。

　　一支美国远征队从南非对1882年的“金星凌日”进行了观测。西蒙•纽科姆在惠灵顿的郊外进行了观测，当时的天气非常适合观测。他在后来写的回忆录中描述了当时的情景：“我们离开那里时，留下了两根铁柱子，我们对太阳进行观测，仪器就架在这两根柱子上。和我们过去使用它们时一样，柱子的下半截深深地埋进土里。到2004年‘金星凌日'发生时，它们是否仍在原地，我不知道，但我仍情不自禁地产生了这样一个伤感的愿望：当下一次凌日到来时，这种现象可以在同样的地点观测到，那两根柱子仍然可能用来固定观测仪器。”

　　美国海上天文台台长威廉•哈克尼斯(1837-1903)在1882年凌日现象发现之前写了这样一些预测性的话语：“在21世纪之前，在2004年那个鲜花盛开的6月到来之前，不会再出现‘金星凌日'了。上一次凌日发生时，知识界正从昏睡中苏醒过来，促生了我们现在的先进科技的宏大的科学活动刚刚开始。下一次凌日现象发生时，科学将发展到什么样子？只有上帝知道。甚至连我们的孩子的孩子也活不到那个天文日，参与‘金星凌日'的观测了。”

　　所以，当这几天你看到金星快速沉入夕阳的余辉，一定要记住将于6月8发生的“金星凌日”。一旦错过了这次机会，那么，下一次发生这一天文奇观的时间是2012年6月5-6日。如果又错过了，对不起，你今生今世估计不可能再有机会了，因为再度发生“金星凌日”将是105年以后的事了。