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衝日

鎖定
衝日(英文:opposition),又名“衝”,是位置天文學的一個名詞,是從一個選定的特定天體上(通常是地球)為基準,觀察另一個天體與參考天體(通常是太陽)的相對位置時。當三者在一條直線上,但特定天體位於參考天體及另一個天體的中間;參考天體相對於另一個天體的位置,謂之衝。明確的説,因為“衝”的天文現象是從地球觀看,所以是以地心經度(geocentric longitude)計算,當一顆行星在衝的位置時(以地球為基準的特定天體),它與太陽的的地心視黃經(apparent geocentric longitude) 相差180°,即天體與太陽各在地球的兩側的天文現象。 [1]  對於比較遙遠的行星,從前準確計算它們的地心視經度比較困難,故此天文學家會用行星的日心幾何經度 (heliocentric geometric longitude) 加上當時它們距離地球的光線傳送所需時間的修正值。所以並非簡單的將兩個天體的日心幾何經度相距180度。相對於衝日的現象為日。
理論上除太陽、地球與地球軌道內天體(如內行星等)之外,其餘所有天體皆可有衝日現象發生,現多用在太陽系內運行之天體(如外行星小行星彗星等)。根據地球與該天體的會合週期,該天體相對於地球在每年有一至兩次衝日(絕大部分時間只有一次),一般天文年曆皆有列出各太陽系天體衝日時刻,衝只發生在外側行星。
中文名
衝日
外文名
opposition
定    義
天體與太陽位於地球的兩側的天文現象
性    質
天文現象

衝日衝日分類

衝日
衝日是指某一外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等或者穀神星婚神星智神星灶神星 [6-9]  )於繞日公轉過程中運行到與地球、太陽成一直線的狀態,而地球恰好位於太陽和外行星之間的一種天文現象叫"衝"。由於小行星也屬於外行星,所以也有"衝"的現象發生。"衝"時相應的日期是"衝日"。
大沖與小衝
地球在火星和太陽之間時就發生火星衝日。 當火星與太陽視黃經相差180度時,稱為火星衝日。這時,火星和太陽分別位於地球的兩邊,太陽剛一落山,火星就從東方升起,而等到太陽從東方升起時,火星才在西方落下,因此整夜都可觀測火星。一般來説,衝日時,火星離地球較近,它的亮度也是一年當中最亮的。
當地球在遠日點附近時而火星在近日點前後發生大沖時,就是所謂火星大沖。衝日時的火星距離地球最近大約6千萬千米以內,最遠可達1億千米以上。由於火星軌道的偏心率近1/10,近日點時距離太陽有20670萬千米,遠日點時距離太陽24920萬千米,二者之間相差4250萬千米。
2003年8月27日,火星與地球的距離為6萬年來的最短,約5575.8萬千米。當時火星的視直徑達到了25″,亮度為-2.9等。
2012年火星衝日時,它距離我們有1億千米,視直徑不到14″,亮度約為-1.2等,是一次名副其實的“小衝”。 [2] 

衝日衝日現象

  • 土星衝日 (水星)
水星運行到太陽與土星之間,稱為水星上的土星衝日。衝日時,土星與太陽相位差180度,水星與土星最近,土星亮度最大。水星上的土星衝日週期為0.243地球年。 [1] 
  • 地球衝日 (水星)
當水星運行到太陽與地球之間,稱為水星上的地球衝日。衝日時,地球與太陽相位差180度,水星與地球最近,地球亮度最大。水星上的地球衝日週期為0.3175地球年。
  • 天王星衝日 (水星)
當水星運行到太陽與天王星之間,稱為水星上的天王星衝日。衝日時,天王星與太陽相位差180度,水星與天王星最近,天王星亮度最大,但仍只有6等,接近肉眼極限。水星上的天王星衝日週期為0.2417地球年。
  • 木星衝日 (水星)
當水星運行到太陽與木星之間,稱為水星上的木星衝日。衝日時,木星與太陽相位差180度,水星與木星最近,木星亮度最大。水星上的木星衝日週期為0.246地球年。 [3] 
  • 海王星衝日 (水星)
當水星運行到太陽與海王星之間,稱為水星上的海王星衝日。衝日時,海王星與太陽相位差180度,水星與海王星最近,海王星亮度最大,但肉眼仍不可見。水星上的海王星衝日週期為0.2414地球年。 [1] 
  • 火星衝日 (水星)
當水星運行到太陽與火星之間,稱為水星上的火星衝日。衝日時,火星與太陽相位差180度,水星與火星最近,火星亮度最大。水星上的火星衝日週期為0.2764地球年。 [1] 
  • 金星衝日 (水星)
當水星運行到太陽與金星之間,稱為水星上的金星衝日,金星上的水星內合。金星衝日只發生在水星上。衝日時,金星與太陽相位差180度,水星與金星最近,金星亮度最大。超過-7等,是從一顆行星表面看另一顆行星,所可見的最大亮度。水星上的金星衝日週期為0.396地球年。 [1] 
  • 土星衝日
土星衝日是指土星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位於太陽與土星之間。此時土星被太陽照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易於觀察。土星相鄰兩次衝日的時間間隔約為378天。
  • 天王星衝日
天王星衝日是指天王星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位於太陽與天王星之間。此時天王星被太陽照亮的一面完全朝向地球,是觀看天王星的最佳時機。天王星相鄰兩次衝日的時間間隔約為369.39393天。 [1] 
  • 木星衝日
木星衝日是指木星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位於太陽與木星之間。此時木星被太陽照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易於觀察。木星相鄰兩次衝日的時間間隔約為400天。 [1] 
  • 海王星衝日
海王星衝日是指海王星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位於太陽與海王星之間。此時海王星被太陽照亮的一面完全朝向地球,是最適合觀察海王星的時間。海王星相鄰兩次衝日的時間間隔約為367天。 [1] 
  • 火星衝日
火星衝日是指火星、地球和太陽幾乎排列成一線,地球位於太陽與火星之間。此時火星被太陽照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易於觀察。火星相鄰兩次衝日的時間間隔約為779天。 [2] 

衝日衝日原理

天文學家們把太陽系內的八大行星分為兩大類:以地球為基點,一類為地內行星,一類為地外行星。顧名思義,地內行星就是運行軌道在地球以內的行星,包括水星金星;地外行星是軌道在地球以外的行星,包括火星、木星土星天王星海王星。地內行星的運動有四個特殊時期,分別為下合、上合東大距西大距;地外行星的運動也有四個特殊時段,分別為合、衝、東方照西方照。地外行星才會出現衝日現象(即火星衝日土星衝日木星衝日天王星衝日海王星衝日),地內行星不可能發生衝日。 [1] 
衝日依照選擇天球座標的不同,可分為黃經衝與赤經衝,而前者為常用衝日之定義(太陽與天體的黃經相差180°)。衝日前後是觀測天體的好時機,因為天體在衝的位置時,當太陽下時天體則剛從東方地平線升起,至午夜時分天體的地平位置最高,至翌日的日出前天體才西下,所以天體整夜皆可見。
因為地球與行星的軌道非正圓之關係,天體在近日點前後的衝較接近地球,亮度也是歷次衝日之中最亮的,這個衝即大沖(例如2003年8月下旬的火星大沖),相對於其他的衝日即稱小衝或直接稱衝日。理論上除太陽、地球與地球軌道內天體(如內行星等)之外,其餘所有天體皆可有衝日現象發生,現多用在太陽系內運行之天體(如外行星、小行星、彗星等)。根據地球與該天體的會合週期,該天體相對於地球在每年有一至兩次衝日(絕大部分時間只有一次),一般天文年曆皆有列出各太陽系天體衝日時刻。 [4] 
火星衝日 火星衝日
地外行星在地球軌道以外,當太陽把行星和地球分開180度時,簡稱“”,合時,行星與太陽同升同落,掩埋在太陽的光輝中,人們無法觀測到。當行星與太陽黃經相差90度時,稱為“方照”——行星在太陽以東叫東方照,在太陽以西叫西方照。如果行星與太陽的黃經相差180度,也就是説,太陽昇起時,行星落下,而太陽落下時,行星升起,那麼這時就稱之為“衝”。衝日是觀測行星的最佳時刻。 [1] 

衝日天文觀測

從地球上看一顆行星(或小行星彗星)在與太陽相對的位置上時,稱為"衝",這時是觀察這顆行星的好機會,因為,它幾乎整夜可見,當日沒時升起,大約在子夜中天,日出時沉沒,它在軌道上最靠近地球的位置,使它看起來既大且亮,衝的效應使來自粗糙朦朧的表面反射的光線增加。 [4] 

衝日時刻表

本目錄給出火星、木星土星二十一世紀衝日時刻表。所給數據分別為衝日日期、衝日時刻、預計亮度、距地距離(AU)和所處星座。
火星衝日
日期
現象
日期
現象
2016年5月22日19時
火星衝日
2016年5月31日06時
火星最近地球(準接近,地心距0.503213765AU)
2018年7月27日13時
火星大沖
2018年7月31日16時
火星大接近(地心距0.384962916AU)
2020年10月14日07時
火星衝日
2020年10月6日22時
火星最近地球(準接近,地心距0.414915625AU)
2022年12月8日14時
火星衝日
2022年12月1日10時
火星最近地球(準接近,地心距0.544474430AU)
2023年8月27日
土星衝日


2023年9月19日
海王星衝日


2023年11月3日
木星衝日


2023年11月14日
天王星衝日 [5] 


2024年3月4日
婚神星衝日 [10] 


2024年3月30日
鳥神星衝日 [11] 


2025年1月16日11時
火星衝日
2025年1月12日22時
火星最近地球(準接近,地心距0.642282544AU)
2027年2月19日24時
火星衝日
2027年2月20日08時
火星最近地球(準接近,地心距0.677919037AU)
2029年3月25日16時
火星衝日
2029年3月29日21時
火星最近地球(準接近,地心距0.647222488AU)
2031年5月4日20時
火星衝日
2031年5月12日12時
火星最近地球(準接近,地心距0.553357809AU)
2033年6月28日09時
火星衝日
2033年7月5日19時
火星最近地球(準接近,地心距0.423018553AU)
2035年9月16日04時
火星大沖
2035年9月11日22時
火星大接近(地心距0.380408276AU)
2037年11月19日17時
火星衝日
2037年11月11日16時
火星最近地球(準接近,地心距0.493583813AU)
2040年1月2日23時
火星衝日
2039年12月28日23時
火星最近地球(準接近,地心距0.610915361AU)
2042年2月6日20時
火星衝日
2042年2月5日16時
火星最近地球(準接近,地心距0.671740760AU)
2044年3月11日21時
火星衝日
2044年3月14日14時
火星最近地球(準接近,地心距0.667081819AU)
2046年4月18日02時
火星衝日
2046年4月24日13時
火星最近地球(準接近,地心距0.597044506AU)
2048年6月3日23時
火星衝日
2048年6月12日10時
火星最近地球(準接近,地心距0.473662482AU) [4] 
參考資料
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