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流浪的星

裸眼可见行星的运动和可见周期（一）

“比起只用钟表和日历上枯燥的数字来，用天空中形形色色的移动光点以及它们之间的相互联系去度量、估价并珍重你的生命，该是多么富有意味啊！”

——Fred Schaaf, The Starry Room

每颗行星都有各自的运动、亮度和颜色特性。古希腊人把它们称作“流浪的星”，“行星”这个名称由此而来。行星们遵循着规则的出现周期，其中好几颗除了过于接近太阳的短暂时期，它们一年中大部分时间都是裸眼可见。

行星可以从恒星中甄别出来，因为相对于背景恒星，行星每夜的位置都有微小的改变，它们的亮度也会发生周期性的变化。接近地球的行星——水星、金星和火星的位置变化在数日内即可用裸眼轻松地追踪到。较远的行星相对于恒星的运动用裸眼观察较长时期后也能发现，而一副双筒望远镜可以帮助你在更短的时间间隔内揭示出它们的运动。

流浪的星

火星与双子座，2007年末至2008年，火星在双子座恒星背景前的轨迹，间隔为15天。火星在此期间呈现典型的“回环”运动模式。2005-06年是它上次到达近地点时，火星在白羊座呈现锯齿形运动模式。想知道是什么造成行星在夜空中回环，请看下面的动画。

除了相对于背景恒星不断改变位置，明亮行星还不会像恒星那样闪烁（眨眼）。行星位于地平线上较高位置时，它们会“发出”更稳定的光芒。

行星在夜空中的运动

我们看到太阳、月亮和行星在空中沿着一条穿过12个著名黄道带星座的很窄路径移动。此外，由于岁差，它们现在还会经过鲜为人知的第13个星座——蛇夫座，路径最南部位于天蝎座和人马座之间。在这13个星座内看到的任何没有出现在星表中的星星就很可能是行星。

“黄道带”（zodiac）这个名称来自古希腊语“兽带”（zoidiakos kyklos），因为这12个星座大都以动物为代表（除了天秤座，它原本构成天蝎的螯，后来罗马人把这些星从天蝎座分出来重新命名为天秤座。当然，还有双子、室女、宝瓶座是神话人物）。

从绕日公转的地球看去，太阳相对于背景恒星（即组成12个黄道带星座和蛇夫座的恒星）做运动。太阳全年的视运动轨迹称为“黄道”（来自古希腊语，意为“日月食发生的通道”）。假如我们能站在太阳的中心观看绕我们运行的地球，将会看到，在地球公转一周的过程中，地球在黄道带星座背景前划过一条路径，与我们看到太阳划过的一样，但视角的方向相反（即如果从地球看太阳位于白羊座，那么此时从太阳看地球则位于相对位置的天秤座）。因此，黄道可以看做是太阳在背景恒星前的视运动轨迹，也可以认为是地球轨道平面向宇宙的延伸。

行星们的舞蹈

（充满韵动的星星之舞，打开网址看神奇的视频）

http://www.davidcolarusso.com/astro/

网页截图

裸眼可见行星的运动

这里显示了太阳和五大行星2000年到2015年的连续运动，下面的星图标出了星座。太阳视运动经过的“看不见的轨迹”叫做黄道（星图中的黄色曲线），也是月亮和行星大致遵循的路径。注意动画中的内行星（水星和金星）总是与太阳保持有限的角距离，它们的位置在太阳东西两侧迅速地改变（即在昏星和晨星之间变换）。

外行星（火星及以外的行星）可以距离太阳较远（可达180°），以由各自轨道到太阳的距离所决定的角速度做环绕运动；因此，火星在星座之间稳定地穿行，而土星则以蜗牛般的速度运动着。图中的网格表示赤经和赤纬，间距10°。

星图中标出了重要的太阳位置节点：VE表示北半球春分点，SS是夏至点，AE是秋分点，WS是冬至点。在夜空中，黄道像一条正弦曲线，最北点在金牛座东部（即北半球夏至点），最南点在人马座（北半球冬至点）。因此，从北半球来看，金牛座和双子座是天空中可达到位置最高的黄道带星座，人马座则是最低的（南半球观测者看到的正相反）。对于地球上任何给定地点，太阳在星座之间的正弦曲线轨迹（由地轴的倾斜导致）造成了一年中太阳在当地地平线上升起和落下方位的变化，由此产生了季节交替。星图的横、纵坐标分别为赤经和赤纬，天文学家用来对夜空中的天体进行定位。（原文网页链接可看图片详细内容）

太阳的视运动定义了黄道，但月亮和行星并不严格遵循这条线，原因有二：首先，它们的轨道平面与黄道平面有各不相同的轻微倾斜（这被称为轨道倾角，从太阳中心测量，详情参见下文的轨道数据表）；其次，是在任何给定时刻从地球看行星的视差的影响。在多数时候，行星在公转过程中会偏离黄道上下几度（这被称为“黄纬”）。金星和火星偏离的量会大一些，因为它们比其他行星离地球更近，所以视差更大。金星偏离黄道可达北侧8和南侧8，火星可达北侧4°和南侧6°。最大偏离发生在金星“下合”和火星“冲”的时候。

至于其他裸眼可见行星，水星偏离黄道可达北侧3°和南侧5°；这些极值同样发生在下合前后。木星在黄道两侧±1.6°的条带内运动，土星则是±2.8°，这些极值出现在冲的前后。

月球轨道与黄道平面有5.1°的明显倾角，而月亮离地球如此近，视差会使其相对于背景恒星的视偏离再增加多达0.9°。因此，日食不会在每次新月时都发生。一年中大部分月份，月球轨道的大倾角使它在新月时移动到太阳以南或以北好几度的地方，而不是直接穿越太阳的前方（一旦偶然发生这种情况，就会形成日食）。

当然，行星和月亮偶尔也会流浪到邻近的非黄道带星座中（比如鲸鱼座、猎户座、六分仪座）一小段时间。

太阳沿黄道带星座的周年运动

上图中，太阳在黄道上的位置以5天的间隔显示，在此指的是黄道平面（图中为直线）。图中也标出了北半球二分二至点。太阳沿黄道带星座向东运行，速率为每天不到1°（其实是地球自身在做公转运动，而不是太阳，由此形成了视运动）。由于每个地球年的天数并不精确，太阳在特定日期的确切位置每四年会相差多达0.75°；这当然已经通过每隔四年在二月末插入一个闰日进行了修正。多数时候，行星们可以在黄道两侧各3°的条带内被发现。从南半球看黄道，二分二至点正相反。

行星的可见性

一颗行星在某个夜晚有多长时间可见，或干脆是否可见，取决于此时它和地球相对于太阳的轨道位置。观测者所在地的晨昏蒙影的长短也是重要因素，当然，如果天空太亮，行星就看不见了！

请注意，内行星一般指轨道比地球轨道离太阳更近的水星和金星；外行星指火星及更远的行星。而内侧行星通常指水星、金星、地球和火星，即类地行星；外侧行星指木星、土星、天王星和海王星，即巨行星和远日行星。我们在讨论运行规律和可见性时用的是内行星和外行星的概念。

从公转中的地球看去，行星在一段时期内遵循着规则的出现周期。一颗行星的出现周期开始于它在太阳的辉光中显露时，在短暂的不可见时期（当行星从太阳前方或后方通过时）之后。出现周期结束于行星消失在太阳的辉光中时，在较长的可见时期之后隐没于晨曦或暮光。

一颗行星出现周期的准确特性取决于它是内行星还是外行星。这两类行星可见性的周期将在下期向大家做说明。

（未完待续）

http://www.nakedeyeplanets.com/movements.htm#inferiorplanets

作者： Martin J. Powell

翻译：马明阳

校译：王克义

编排：邱煜欣

责任编辑：解仁江