雷速体育客户端下载-“天问一号”发射升空!在火星上,能看到哪些天象奇观?

  来源: 我是科学家iScientist

  2020年7月23日12时41分,中国首个自主发射的火星探测任务“天问一号”发射升空,正式开启火星之旅。

  探测器除了近距离开展火星科学探测,也为我们增添了观察宇宙的新视角。在火星上看宇宙,会看到哪些天象奇观?

  日出日落 

  与地球表面一样,火星上也能看到日出日落,火星车在火星表面工作,也面临白天与黑夜的转换。

  火星的一天只比地球长40分钟,因为火星自转一周的时间是24小时37分钟22秒,而地球自转周期为23小时56分钟4秒,两者十分接近。

  由于火星距离太阳更远,火星上看到的太阳会比地球上的小,自转周期相差不多的前提下,日出、日落时间也显得更短。在地球上看,日出、日落过程,大约是120秒,火星表面上,日出、日落持续时间只有80秒,需要提前准备好相机,及时按下快门。

  而且,火星表面看到的日出,不是暖红色,而是偏蓝——因为火星与地球的散射不同。地球大气层比火星大气稠密得多,阳光进入大气后,波长较短的紫色、蓝色光,遇到气体分子等,会发生散射,剩下波长较长的红光,穿透能力更强,才能到达地面。而火星大气稀薄,气体分子少,散射作用不会这么强,更多的蓝色光会到达火星表面,导致观测到的太阳也偏蓝。

  火星上没有厚厚的云层,火星车每天都能看到太阳东升西落,只有在严重沙尘暴时,火星车才会感觉不到太阳的照射,不过这种情况很危险:火星车依赖太阳能,如果没有阳光照射,要不了多长时间,它的蓄电池就会耗尽,进入休眠状态。

更小更蓝的太阳在火星地平线落下 | 谭浩 制作

 

  两颗卫星 

  地球的天然卫星只有月球,而火星有两颗卫星陪伴,不过都很小。

  火星车看到的火卫一,大小约为地球上看到的月亮的五分之一。火卫一形状类似马铃薯,平均半径11.1公里,比月球半径1738公里小得多,但是轨道距离火星很近。

  它从西方升起,逐渐变大,飞到正南方向,最后又逐渐变小在东方落下,整个过程只有5小时。7小时之后,它又从西方地平线上升起。不过由于阳光照射角度变化,这次升起的火卫一,有明显的盈亏变化。其实不仅每次升起时,明暗面积会有变化,仔细看,空中飞行的5个小时中,也有盈亏的缓慢变化。

  相对而言,火卫二就没那么受关注了。它又小又远,在天空中看上去比地球亮一些,但比木星最亮时候还要暗一些。 

  火卫食

  类似月食,火星的卫星也会飞到火星的阴影中,不过火卫食现象没有月食那么壮观。火卫一的食长不到一小时,看不到月食中“初亏”到“食既”的缓慢过程。明亮的火卫一经过10秒钟消失了,50分钟后又突然出现。

  火卫二进入火星阴影时,相当于看到一颗比较亮的星星消失1.3小时。

  卫星凌日

  火星两颗卫星的大小不足以遮挡太阳,所以火星上不可能发生地球上日食那样的壮观天象。

  当火卫一从太阳表面经过的时候,就会发生凌日(星体经过日面):太阳表面上一个黑影快速划过,整个过程不到一分钟。如果没有提前计划,只是感觉太阳变暗了20秒左右。如果火星车想拍摄凌日过程,必须提前计算好时间,把相机对准太阳,用巴德膜档位保护镜头不被烧坏,调整好曝光时间,尽可能连续多张拍摄。

火卫一凌日 | 谭浩 制作

  有一种极端的情况,火卫一凌日的时间,恰好是火星上即将日出或者刚刚日落,这时候,太阳日面上的暗影观测不到。不过,此时如果火星车向着日出或日落的方向拍照,就能拍摄到天空的明暗变化。

  火卫二凌日时,时间上从容些,持续时间大约三分钟,不过火卫二太小,感觉不到阳光变暗。理论上存在火星的两颗卫星同时凌日的可能,但这样的机会就更难得了。

  地球凌日

  地球的运行轨道在火星的内侧,因此对火星来说,地球是内行星——这意味着,在火星看地球,能够看见月亮与地球同时变换着盈亏。

  火星车工作的时候,距离地球3亿多公里,携带的相机看不清地球,更看不到更小的月球。但是没关系,火星环绕器上有高分辨率相机,可以捕捉到地月系统。

  地月凌日机会很难得:地球和月球,一大一小两个黑点从日面上划过,整个过程持续三个小时,这是在地球上无法见到的奇观。

地月系统凌日 | 谭浩 制作

  更奇特的是,有时地球会与月球相邻,有时会分别横跨在太阳的两端——这是百年不遇的天文盛景。

天文盛景 | 谭浩 制作

  是不感觉地球很小?是的,我们的故乡在广袤的宇宙中,像是一粒尘埃。我们每天忙碌、烦恼、热爱的生活,从火星视角去看,是否会有另外一番感悟?

家园 | 谭浩 制作

  火星探测器成功发射,将会有许多火星天象奇观的大片传回地球,但更重要的是,借助火星探测器,人类突破了自身视觉限制,增加了火星视角来观察太阳系。也许有一天,人类会从这个视角回望故园。

  火星车会带来新的探测数据,加深我们对宇宙演化的认知,让我们继续思考那个古老的命题:我是谁?从哪里来?到哪里去?

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