神奇的“金星凌日”

在太陽系這個“大家庭”里，金星排在地球的前面，它的軌道在地球軌道的內(nèi)側(cè)。因此，隨著它們的運行，當?shù)厍颉⑻枴⒔鹦钦锰幵谝粭l直線上時，就會發(fā)生天文學上所說的“金星凌日”。其實，這種現(xiàn)象的原理和日食是一樣的，只是因為金星距離地球較遠，它“擋住”太陽的時候，從地球上看到的是它像一個小黑點，在太陽的表面緩慢地移動。而不是像月亮那樣，可以留下一塊較大的黑影。

據(jù)科學家預測，發(fā)生在6月6日的這次“金星凌日”時間將長達6小時，在我國的大部分地區(qū)都能觀測得到。這可實在是太難得啦。

“金星凌日”的周期

我們都知道日食比月食發(fā)生的次數(shù)要少得多，可是和“金星凌日”一比，日食就不算“稀有天象”啦。上次發(fā)生的“金星凌日”是在2004年的6月8日。有的小讀者可能那時候剛剛出生，或者還在上幼兒園，怎么看得到呢？可是，如果那次“金星凌日”被你錯過了的話，今年這次可就成了你一生中絕無僅有的一次了。因為，下次“金星凌日”發(fā)生的日期是在2117年！那時，恐怕只有你的孫子、孫女才能看到了。

這是怎么回事呢？這是因為，地球圍繞太陽轉(zhuǎn)一圈需要365天，而金星“跑”得比地球快，它繞太陽轉(zhuǎn)一圈，只要224天就夠了。這樣，它倆總是一個快、一個慢，想要遇到一起的話，就變得很困難。再加上金星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道和地球繞太陽運行的軌道不在一個平面上，排成一條直線的機會就更是少而又少啦。根據(jù)科學家的計算，這種天象通常每隔243年只有四次。而且它的規(guī)律非常有趣：通常一次“凌日”后，相隔8年會發(fā)生第二次；然后過105.5年后再發(fā)生下一次，接著再過8年后又發(fā)生一次；之后再過121.5年，又進入重新循環(huán)。

為什么這種天象會這樣8年兩次地“成雙”發(fā)生呢？這是因為金星上的13年天數(shù)是224×13=2912天，大致等于地球上的8年。也就是說，金星和地球各自繞著軌道運行了這些天數(shù)之后，又會回到幾乎相同的位置。只是，從地球上觀看的話，如果上一次“凌日”時金星是從太陽的左邊往右邊“走”的，那么下一次“凌日”時它就會從相反的方向“走回來”。嗯，很有意思吧？

人類對“金星凌日”的觀測史

早在2200多年前，我國古代的天文學家就發(fā)現(xiàn)了金星運行的周期。在西漢時寫成的一本天文學著作《五星占》中曾經(jīng)提到：“為日八歲，而復與營室晨出東方。”這就是說，那時的人們已經(jīng)注意到，金星每隔8年會在相同的時間里出現(xiàn)在相同的星座。但是對“金星凌日”的規(guī)律，當時的人們還很難掌握。因為任何一個人，一生中最多只能看到兩次“金星凌日”。要是運氣不好，生在了間隔較長的那一百多年里，那就一次也看不到了。

直到公元8世紀，在阿拉伯科學家法拉比的著作中才出現(xiàn)了關于“金星凌日”的記載。他在一張羊皮紙上寫道：“我看見了金星，它像太陽面龐上的一粒胎痣（zhì）。”這是至今為止，人們已知最早的用肉眼觀測到的“金星凌日”現(xiàn)象。據(jù)后來的天文學家們推算，法拉比看到的這次“金星凌日”應該發(fā)生在公元910年的11月24日。

隨著科學的進步和發(fā)展，很多大科學家都對這種罕見的天象產(chǎn)生了興趣。世界上第一個準確推算出“金星凌日”日期的人是德國著名的天文學家開普勒。他在1629年出版的一本書中預測了1631年12月7日將發(fā)生“金星凌日”。結(jié)果，這次預測成功了。而八年之后的1639年12月4日，又發(fā)生了第二次“金星凌日”，這也是發(fā)生在十七世紀的最后一次。英國的兩位天文學者霍洛克斯和克拉布特利不但幸運地觀測到了這次“凌日”，而且還成為了世界上第一次用天文望遠鏡觀測“金星凌日”的人。

1716年，英國著名天文學家哈雷發(fā)表了一篇論文，提出了一套利用觀測“金星凌日”得到的數(shù)據(jù)來計算地球與太陽之間的距離的方法，用這種方法，使人們有可能比較精確地計算出太陽系的大小。于是1761年和1769年的兩次“金星凌日”成為眾多天文學家競相觀測的目標。在這兩次觀測中，人們獲取了不少關于金星的寶貴知識，特別是俄羅斯科學家羅蒙諾索夫，在觀測1761年的“凌日”時發(fā)現(xiàn)了在金星上和在地球上一樣，是有大氣存在的。這是人類首次在地球之外的其他行星上發(fā)現(xiàn)大氣。

通過這兩次觀測，科學家們計算出地球距離太陽大約有1.53億公里，但這個數(shù)值并不精確。而想要修正它，天文學家們就只能等待一百多年之后，機會才能再次來臨。1874年和1882年的兩次“金星凌日”讓新一代的科學家們投入了更大的熱情，最后終于從1882年的觀測結(jié)果，計算出太陽和地球之間的距離約為1.4934億公里。這和現(xiàn)在測算出的數(shù)據(jù)已經(jīng)十分接近了。所以，說“金星凌日”為科學史做出了巨大的貢獻，是一點兒都不夸張的。

安全觀測“金星凌日”

既然“金星凌日”是這么難得一見的天象，那大家可要好好準備，不要錯過這一生中唯一的一次機會。那么，要成功觀測凌日現(xiàn)象，都要做哪些準備呢？

首先，觀測“金星凌日”就和觀測日食時一樣，千萬要注意保護自己的眼睛。你想想看，即使在日全食的情況下，太陽的光線還可能對眼睛造成傷害。那么“凌日”的時候，金星只是太陽上的一個小點，我們差不多是在“無遮無擋”地直接觀測太陽，所以必須做好防護措施。

一般來說，我們可以采用觀測日食的方法，如使用專門的日食觀測卡片、日食觀測眼鏡、熏黑的玻璃等能有效減弱陽光的設備來觀測。而且無論采取什么樣的方法來觀測，都不要長時間地凝視太陽，必須每隔一會兒就讓眼睛休息一下。特別提醒大家的是，絕對不能戴著普通的太陽鏡進行觀測。否則會對眼睛造成傷害。另外，因為“金星凌日”的現(xiàn)象不像日食那么明顯，在金星進入太陽的圓面前，幾乎看不到什么變化，所以觀測時要有耐心，不要著急。最好是使用鏡片經(jīng)過處理的望遠鏡，在有經(jīng)驗的專家指導下觀測。

最后再附送一個有趣的小知識：地球和太陽的中間除了金星，還有另外一個“小兄弟”——水星。我們當然也可以觀測到“水星凌日”的天象。不過，水星“跑”得比金星還快，繞太陽一圈只需87天，所以“水星凌日”發(fā)生的次數(shù)要比“金星凌日”多得多。而反過來，到了地球軌道以外的火星、木星等行星上，就可以看到“地球凌日”的天象。不過，除了外星人和我們發(fā)射到那里的探測器，恐怕誰也不知道那是怎樣的一番景象啦！