为什么有颗很亮的行星总是早晚太阳刚落山或太阳刚升起时出现,这是什么星?为什么肉眼可以观测到?
那颗星是距离地球最近的行星~金星。
金星自古以来有两个最有名的名字:启明星、长庚星。古人开始以为这是两颗星,后来才发现原来这是同一颗星~金星,也叫太白金星。当金星在太阳落山的时候出现在西方天际时,就叫长庚星;当金星出现在拂晓的天际,在太阳还没有出来时似乎在呼唤黎明,就叫启明星。
金星与太阳有时同时出现在东方或西方天际,是因为早晚的太阳光不强,而金星是太空中最亮的星星,所以那时的阳光也掩映不了。
金星与地球距离最近时约4210万km,最远时约2.417亿km。远地点和近地点差这么多,是因为地球和金星有各自的运行轨道,而且公转速度是不一样的,这样,当两颗星球运动到太阳的同一边时,距离就很近;而两颗星球运动在太阳各自一边时,中间隔着个太阳,就很远了。
金星成为天上最亮的星,是因为距离近又反照率高。
金星和地球都是太阳系的行星,都不会自身发光发热,而是靠反射太阳光而发亮。金星和地球大小差不多,地球的直径为12642km,金星直径为12104km,金星比地球略小一点,是地球直径的95.74%。
而金星的反照率达到76%,远远高于地球反照率36.7%。所谓反照率就是反射出去的辐射与接受到的辐射比例,金星接收到太阳辐射只消化吸收了24%,其余的76%反射回到太空,而太阳辐射主要以可见光的形式照射天体,因此反射率越高的天体,相应就越亮。
金星是除了月亮距离我们最近的地外天体,又和地球差不多大小,且反照率高,因此就成了夜空中最亮的天体,最亮时达到视星等-4.6等。而夜空最亮的恒星天狼星,在最亮时只有-1.46等。
星等是数值越小越亮,数值越大越暗,还有负数,负得越多越亮。亮度之间每1等相差2.512倍,因此星等亮度大小差异是2.512为底数,以星等差为幂次方的值,这样金星就比天狼星亮度约大18倍。
那么为什么金星有时候在西方有时候在东方出现呢?
这是因为地球每时每刻都在不停地由西向东自转,24小时转一圈。这样,天上所有的星星看起来就好像围绕着地球在转。每个夜晚,星星就像太阳一样,从东方升起,从西方落下。地球自转轴方向就有一颗不转的星,那就是北极星或南极星。
地球和金星都有自己的公转轨道,这个轨道都在黄道面上,由于其公转速度不一样,与地球的距离和方位也就每天在变化,因此金星晚上同一时间在天空的位置就不一样。运行到从地球视线看,靠近太阳的位置时,就会成为启明星和长庚星;而运行到距离地球的另一半更远的地方,就会暗淡下来;运行到太阳的光芒里或者被太阳挡住了,或者金星完全背向我们,就看不到了。
行星在天上运动变化较快较大,这是因为行星距离我们很近,相对于天空恒星变化就很明显,这也是它们叫做行星的原因。除了金星,其他行星和月亮都有这种性质,都有“追随”太阳的特性,只不过距离我们更远的行星亮度就弱了很多,我们吃瓜群众凭肉眼看夜空,注意力就少了很多而已。
行星本身不发光,却是夜空中最亮的星星。
夜空中最亮的几颗行星除了金星,还有木星、火星、土星、水星等。木星和火星是夜空仅次于金星的亮星,最亮时视星等可达-2.9等。土星由于距离较远,亮度稍弱,最亮时视星等可达-0.4等。
水星由于靠太阳很近,常常隐匿在太阳的光辉里,很难看到。有一个历史典故,说的是天文学家哥白尼一生最大的遗憾就是没有看到水星。其实水星的观测虽然很难,但还是能够观测到的。因为水星最亮时视星等可达-1.9等,比天狼星还要亮。
哥白尼没有观测到,后人分析是由于哥白尼所处的地理纬度较高,且近几千年由于水星进动原因,处于北半球很难观测的角度。如果能够看到水星,我们将看到与金星相同的景象,会在太阳落山和黎明前看到。
因此中国古代也给水星起名为“晨星”和“昏星”,只不过没有金星出名而已。距离较远的行星天王星和海王星,肉眼就无法看到了,因为人类视力分辨极限是6等星,这两颗行星的视星等都超出了6等。
除了这几颗行星,天上肉眼能看到的数千颗星星都是恒星。
恒星由于距离我们太远,因此它们虽然也在运动,但相对我们距离,这种运动就太弱小了,几千年看起来都没有变化,还在那个位置,就好像是永恒不变的,因此就叫做恒星。
比如肉眼能够看到最近的恒星是天狼星,距离我们有8.6光年。1光年约为9.46万亿千米,即便这颗恒星以每秒100千米的速度相对地球运动,1年也只能变化32亿千米,变化1光年需要3000年时间。而大部分恒星都距离100光年以上,这点变化在短期内在几百上千年靠肉眼是无法分辨的。
行星和恒星是两种完全不同性质的天体。恒星是巨大的,依靠内部核聚变发光发热并向太空辐射能量的星球,我们太阳系只有太阳一颗恒星。太阳占据了整个太阳系质量的99.86%,所有的行星和小天体加起来才占有0.14%的质量,地球质量只是太阳的33万分之一,体积是太阳的109万分之一,地球与太阳比就像一粒绿豆与一个足球。
银河系有约4000亿颗恒星,而整个宇宙估计有10万亿个星系之多。
这就天上日月星辰运行的简要基本情况,也是在太阳附近看到那颗最亮星星的情况。欢迎讨论,感谢阅读。