科学|是时候开始观赏火星了
火星现在已经很亮很红了 ， 到不了十月 ， 它的光芒就会使木星黯然失色！现在就开始看火星吧 ， 享受这种乐趣吧 。
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艾略特·赫尔曼（Eliot Herman）上周末拍摄到了这幅火星的壮观景象 ， 当时火星出现在月亮近旁：“月亮和火星正从亚利桑那州图森市的山脊边缘升起 。 月球与明亮的火星近距离相接是一个引人注目的景象 。 月球边缘的明暗界线显示出了地形特征 ， 环形山和山脉处更加明亮 ， 使我们能观察到不平滑的线条（月亮上缘锯齿状的外观） 。 “
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2018年 ， 火星比所有的恒星都亮 ， 甚至比第二亮的行星——木星还要亮 。 在我们的夜空中显现为一个燃烧的红点 ， 持续了几个月之久 。 2019年 ， 火星基本上比较暗淡 ， 在夜空中几乎看不到 。 现在火星又亮起来了 ， 比所有恒星都亮 ， 只是还没有达到木星那么亮 ， 但大约在2020年10月中旬的一个月内 ， 就会迅速超过木星 。 为什么？为什么火星在某些年份明亮 ， 而在另一些年份暗淡？为什么火星现在又变得如此明亮？继续阅读 ， 了解为什么火星的外观在空中变化如此之大 ， 这使它成为观察起来最有趣的行星之一 。 最重要的是 ， 现在就学习如何开始观察火星吧！这样你就可以在今年剩下的时间里享受这种乐趣了 。
2020年9月是开始观察火星的好时机 。 太阳落山后不久 ， 它就在东方升起了 。 你不可能认不出来 ， 因为它非常明亮 ， 颜色甚红 。
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9月中旬 ， 从全球范围来看 ， 火星在前半夜中段从东方升起（也就是说 ， 在当地日落和午夜间的中间时点） 。 更重要的是 ， 另外两颗行星——木星和土星——与火星同时出现 。 它们之间的连线正好指向火星 。 从北半球来看 ， 当火星在东方升起时 ， 木星和土星在其南面 。 不管你在地球上的哪个位置 ， 这3颗行星你不会一颗也看不到 ， 但它们相对于你的地平线的方向会改变 ， 这取决于你在哪里 。 要获得准确的视野 ， 请尝试使用Stellarium软件 。
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在2020年9月底和10月初 ， 北半球的中秋之月将在明亮的红色火星附近闪耀 。
随着时间一周周过去 ， 火星升起的时间将会提前 。 到10月中旬 ， 太阳从西边落山的同时 ， 它就会在东方升起 。 在这之后 ， 在今年余下的时间里 ， 日落时火星将已经出现在天空中 ， 接近年终岁尾之时 ， 它的亮度将逐渐减弱 ， 但仍然是一个值得观赏的景象 。 为了了解如何在未来几个月找到火星 ， 请点击此处将地球天空（ EarthSky ）的行星指南作为书签 。
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所以说 ， 火星在夜空中的外观每年都在变化 ， 其多姿多彩成都超过了其他任何明亮的行星 。
它亮度的剧烈变化 ， 正是早期观星者将火星命名为马尔斯（古罗马神话中战神）的部分原因；有时战神静静安息 ， 有时却变得凶猛狂暴！
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火星并不是很大 ， 所以当它很亮的时候 ， 并不是像木星那样因为体积巨大而显得明亮 。 火星的亮或暗 ， 都是因为我们跟这颗红色星球的距离 。 这一切都跟地球和火星在各自绕日轨道上的相对位置有关 。 图片来自月球和行星研究所 。
要理解火星在地球天空中亮度变化如此之大 ， 首先要意识到火星并不是一个很大的星球 。 它的直径只有4219英里（6790公里） ， 只比地球（直径7922英里或12750公里）的一半大一点点 。
在想象中对比一下火星和木星 ， 后者是我们太阳系中最大的行星 。 木星看起来总是很明亮 ， 因为它太大了 。
小火星却不是这样 。 它亮度的极端变化 ， 与它跟地球的远近有关 。
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2018年7月 ， 马特·波拉克(Matt Pollack)在纽约州北部的阿迪朗达克（Adirondacks）的小塔珀湖（Little Tupper Lake）拍摄到了火星 。 （点击链接阅读更多关于此图片的信息）
火星的绕日轨道只比地球轨道靠外一点 。 地球和火星之间的距离随着两个星球围绕太阳公转而改变 。 有时地球和火星在太阳系的同一侧 ， 因此彼此靠近 。 在其他时候 ， 就像2019年的大部分时间那样 ， 火星在太阳系的另一边运行 ， 远离地球 。
请看下面的图表 ， 图中显示的是2020年10月地球和火星在绕日轨道上各自的位置 ， 届时地球和火星将处于这两年内最接近的状态 。
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这张图表显示了2020年10月13日火星冲日时地球（蓝色）和火星（红色）的相对位置 。 届时 ， 火星将再次出现在我们的天空中——甚至整晚都不消失——但不会像2018年那样明亮 。 图片来自Fourmilab 。
地球绕太阳公转一周需要一年时间 ， 火星则需要大约两年时间 。 火星冲日即地球从火星和太阳之间经过 ， 这种情况每两年零五十天就会发生一次 。
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所以火星在空中的亮度大约每两年发生一次起伏 。 正因为如此 ， 2018年对火星来说是非常非常特别的一年 ， 那时火星比2003年以来的任何时候都明亮 。 天文学家称之为火星的近日点冲（或近日点冲日） ， 我们也称之为火星大冲 。 换句话说 ， 在2018年 ， 我们在火星和太阳之间穿行 ， 使火星在我们的天空中处于冲日 ， 大约在同一时间 ， 火星离太阳最近 。 近日点这个词指的是火星在轨道上离太阳最近的点 。
也许你已经明白了——在我们经过火星和太阳之间的年份里 ， 火星到了近日点时 ， 地球和火星距离最近 。 这正是2018年的情形 。
2003年是上一次发生火星大冲的一年 。 那时这颗红色的星球距离我们地球仅有3460万英里（约合5570万公里） ， 比近6万年来的任何时候都要近！那真是令人兴奋 。
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【科学|是时候开始观赏火星了】
火星大冲一般15年发生一次 ， 因此发生火星冲日时火星的亮度会以15年为周期变化 。 2018年7月 ， 正是15年一次的火星大冲（火星位于近日点冲日）发生的日子 ， 因而我们看到的火星会非常非常亮！紧接着火星大冲的下一次火星冲日会发生在2020年 ， 地球和火星的距离会比2018年要远一些 。 尽管如此 ， 2020年的火星冲日也是很好看的 。 我们在许可下获得了由Roy L. Bishop绘制的《天文观察者指南》 ， 此物品版权归属于加拿大皇家天文学会 ， 读者可以通过访问RASC电子商城去购买这件天文观察者必备工具 。 点击链接以阅读更多关于《指南》的信息 。
那现在我们应该做什么？2020年的火星冲日将发生在10月13日 。 你可以观察到这颗红色的星球散发着明亮而炽热的红色 ， 而且在接下来的几个星期都是如此 。
是时候开始观察火星了 。 当你发现它时 ， 紧紧盯住它 ， 享受它明亮而鲜艳的红色 。 并在脑子里想想是什么导致火星的亮度发生这样的变化：我们的地球 ， 在更小、更快的轨道上飞驰 ， 试图追上那颗红色的兄弟 。 一起去看火星吧！
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未按真实比例绘制 ， 上图为美化过的地球（太阳系第三颗行星）经过太阳和火星（太阳系第四颗行星）之间的概念图 。 这就是所谓的火星冲日 ， 天空中火星出现在太阳的对面 。 图片来自美国国家航空航天局（NASA） 。
要点：火星在夜空中的亮暗随年份变化 。 2018年 ， 我们看到的火星是自2003年以来最亮的 。 2019年是火星暗淡的一年 。 但2020年将会是新的火星明亮年 。 如果你从2020年9月开始观察火星 ， 你可以看到它最美的样子 ， 并在剩下的几个月里尽情享受这颗火红的星球 。
作者：Deborah Byrd
FY：Astronomical volunteer team
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