天空中裸眼可见的行星如何识别（下）

接上篇

火星

马尔特（Marte），战争之神

视星等：-2.9到+1.8

古希腊名：派罗尔斯（Pyroeis ，“火红的人”）希腊神：阿瑞斯（Ares）

火星很容易识别，因为它有着所有裸眼可见行星中最独特的颜色。虽然它通常被叫做“红色行星”，但在裸眼中它极少呈现红色;事实上，根据它与地球的距离和与之相关的亮度的不同，其颜色在淡橙黄色和橙红色之间变化。红色调是由火星表面存在的氧化铁（铁锈）造成的。火星吸引人的颜色使人们常常用“橙色火花”、“篝火橙”、“南瓜橙”等词汇来描述它。火星上偶尔发生的全球性沙尘暴，例如2001年和2007年那两次，可能会让火星呈现明显的黄色调。

由于其偏心轨道，每次冲日时火星与地球的间距相差很大，冲日通常每2年零7周发生一次。火星最明亮（最佳）的冲日会以大约16年为周期连续发生两到三次，那时它沿着轨道来到最接近地球的位置（5600万公里），这被称为“大冲”。2003年的那次大冲，是火星近六万年以来最接近地球的一次。在任一次冲日前后各约6周的时间里，都能在晨昏时分清晰地看到火星位于太阳的相反方向;火星最明亮的时候会超过天狼星，即使不是大冲，它的亮度也超过了大角星（视星等-0.04）。要注意的是，由于火星的偏心轨道，其冲日和到达近地点的时间可能会相差两个星期。

当它在远离地球的轨道远端（即两次冲日之间）时，火星看上去是一颗不起眼的橙红色“恒星”，在大部分时间里它只有猎户座腰带的恒星（参宿一、二、三）那样的亮度。

望远镜中的火星通常呈琥珀色或三文鱼的粉色。尽管火星距离我们较近，它依然是个难观测的行星——因为它只有地球一半大。在大气环境宜于观测时，小型望远镜将会揭示出火星两极之一的极冠（水冰和干冰形成的冰盖）和一些蓝灰色的火星表面印记，这些印记经常会随着火星的季节改变外观。

火星有两个类似小行星的卫星——火卫一和火卫二（Phobos和Deimos）。它们太微弱，用双筒望远镜看不到，只有在冲日期间用中型或大型望远镜才行，即使此时，也只有当它们在轨道上远离火星的明亮盘面时才能被看到。可以用一种叫做遮光条的装置将望远镜目镜中的火星遮挡起来，从而更容易地发现卫星。

望远镜观测史

1610年伽利略（Galileo）对火星进行了第一次望远镜观测。他分析出了火星的凸月相位，但没看到表面细节。 1659年荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）首次观测到具体的表面细节;他的绘画展示出了一块三角形的暗斑，现在被称为“大塞地斯平原”（Syrtis Major）。 1666年，乔瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini）首次观察到火星极冠。

1877年，意大利天文学家乔瓦尼·西亚帕雷利（Giovanni Schiaparelli）将望远镜转向了火星，他确信看到了一系列线性的地表特征在火星表面纵横交错，他命名为“canali”（意大利语为“海峡”，尽管它被错误地翻译成英文的“运河”）。他认为这可能是人造结构，是由火星人建造用来灌溉的（将水从火星极地冰盖转移到更热、更干燥的地方）。他的观测得到其他天文学家的支持，最著名的是珀西瓦·洛威尔（Percival Lowell，美国亚利桑那州弗拉格斯塔夫天文台的创始人），但许多人反对这一观点，因为他们看不到西亚帕雷利宣称看到的那些特征。20世纪60年代发射了第一艘航天器去拍摄火星特写照片，“火星运河”的争议终于解决了。火星上没有发现运河，西亚帕雷利可能看到的是望远镜的缺陷或视觉错觉的结果。

西亚帕雷利还相信，火星上的黑暗地区是植被生长造成的，法国天文学家里埃斯（E.Liais）在1860年首先提出了这一观点。这个想法貌似可信，因为黑暗地区似乎与火星季节同步地扩大和缩小。今天我们知道这些黑暗区域只是颜色的对比效应;它们明显的扩张和萎缩是季节性沙尘暴的结果，风暴将浅色灰尘吹离了深色的地表。

1898年英国作家赫伯特·乔治·威尔斯（H. G. Wells）受到西亚帕雷利和洛威尔观点的启发，发表了他的经典小说《星际战争》，讲述了一位伦敦作家目击火星人入侵地球的故事。

火卫一和火卫二是美国天文学家阿萨夫·霍尔（Asaph Hall）于1877年在华盛顿特区的美国海军天文台发现的。值得注意的是，作家乔纳森·斯威夫特（Jonathan Swift）在1727年出版的虚构小说《格列佛游记》第三部分《拉普他之旅》中提到了火星的两个卫星，而这在它们被发现前150年！1750年伏尔泰出版的短篇小说《微型巨人》也提到了火星有两个卫星。他们想法背后的逻辑似乎是，因为地球有一个卫星，木星已知有四个卫星，那么位于中间的火星的卫星必须取一个中间数字，即两个卫星！然而，另一种解释可能是作者从德国天文学家约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）那里获得的灵感，开普勒在1610年认为火星可能有两个卫星。在20世纪70年代探测火星卫星的航天飞船任务中，所有三位“梦想家”的名字都被正式认可。以开普勒命名了火卫一的一个山脊地形，而火卫二的两个陨石坑则用斯威夫特和伏尔泰的名字命名。

水星

墨丘利（Mercurius），诸神的信使

视星等：-1.9到+3.8

古希腊名：斯蒂尔邦（“闪亮的星”） 

希腊神：赫尔墨斯（Hermes）

水星通常比其他明亮的行星更难发现，主要是因为从地球的观测位置来看，水星从来没有远离过太阳（距离在17度到28度之间，变化来自其高度偏心的轨道）。因此，只有在晨昏蒙影中（日落后或日出前不久）的低空才能用裸眼看到，在完全黑暗的夜空中从来都看不到。水星通常每年有三次清晨出现和三次傍晚出现，但由于当地晨昏蒙影的时长和黄道与地平线交角的原因，在地球上的任何给定地点只能有一半的机会看到水星。对于北半球观测者来说，水星最佳观测时间是3月至4月的傍晚和9月至10月的清晨;南半球观察者的最佳观测时间是9月至10月的傍晚和3月至4月的清晨。

在大距期间的傍晚，双筒望远镜能帮你定位水星，大致在日落的方向，日落后约45分钟左右（开始观测的确切时间取决于当地黄昏蒙影的时长），之后它的位置就能用裸眼很容易地确定下来了。同样，在清晨，水星应该在日出的大致方向上，日出前约45分钟左右出现。

水星通常是白色的，然而它的低高度角（地平线上方的高度）给它染上了点粉红色，太阳在日出或日落时呈偏红色也是这个原因（确实，金星和木星靠近地平线时也都会呈现橙红色）。由于水星是最接近太阳的行星，移动又非常迅疾，因此它的亮度在每次出现时都会迅速变化。

像金星一样，在望远镜中水星呈现出相位，然而因为它的表面尺寸较小，而且低高度角造成观测条件也差得多，水星并没有那么令人印象深刻的模样。也由于同样的原因，水星比其他明亮的行星更容易闪烁。

望远镜观测史

1543年，在望远镜发明之前，波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼概括了观测水星的困难：“为了尝试探索它的移动，这颗行星让我经受了太多的痛苦折磨。”

17世纪上半叶，水星的相位首次被另一个波兰观测者约翰内斯·海威尔克（Johannes Hewelcke）用望远镜观测到。 第一次对水星的认真观测是在18世纪后期由英国（但在德国出生的）天文学家和音乐家威廉·赫歇尔进行的。 然而赫歇尔无法发现任何水星表面特征。

土星

萨图尔努斯（Saturnus），农业之神

视星等：冲日-0.5（光环展开）至+0.9（光环侧向）

古希腊名：菲依农（Phainon）

希腊神：克洛诺斯（Cronus 或 Kronos）

土星在裸眼中呈淡黄色。虽然它从来没有像其他裸眼可见行星那样明亮，但知道位置的话还是显而易见的。土星最明亮的时候，其亮度超过除天狼星（视星等-1.46）和老人星（视星等-0.72）之外所有的恒星。

土星著名的光环系统可以在20倍以上的小型望远镜中看到;高倍双筒能在光环展开时显示出其椭圆形状。光环对土星的亮度贡献很大，事实上，从地球视角观测的话，光环并不总出现在视野中。大约每15年，光环会以边缘朝向来自地球的视线，这时候望远镜中看到的光环只是一条细线，或者基本消失了，结果就是天空中的土星变暗很多。

当光环完全展示出来时——在它轨道的冲日点——土星最明亮。上次发生在2002年底，今年也是最亮的时候。

在冲日期间（最好是没有月光的时候）通常双筒望远镜能呈现出土星最大的卫星——土卫六泰坦（Titan，冲日时视星等+8.3），就像土星旁边一颗发出微弱光线的恒星。它每16天绕土星一周，距离土星中心有四个光环直径那么远。

小型望远镜能轻松展示泰坦，还有另外几个土星的卫星，最著名的是土卫五（Rhea，视星等+9.7）、土卫三（Tethys，+10.2等）、土卫四（Dione，+10.4等）和土卫二（Enceladus，+11.7等）。土卫八（lapetus）的视星等会变化（+10.2至+11.9），是因为其两半球的亮度差异很大，它在土星的最东边和最西边时分别向地球呈现相对的两面;总是西大距时比东大距明亮。

望远镜观测史

土星是1610年由伽利略首次在望远镜中观测的，但他的望远镜无法揭示光环的真实形态。土星对伽利略来说一直是个谜;他把这个星球看成三个独立的部分，用他自己的话来说，“它们几乎相互接触，不会移动，不会相互影响而改变”。克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）在1655年用望远镜对土星进行观测后，正确地描述了光环的真实性质，当时他说：“土星被一个薄而平的圆环包围，环与行星无接触，与黄道倾斜。”惠更斯同年也发现了泰坦。早期的天文学家因为光环的“手柄状”外观，将土星的光环称为“ansae”（拉丁语为“手柄”）。

天王星

希腊天空之神

视星等：+5.5（冲日平均亮度）

天王星在最亮的时候是裸眼刚刚可见的，但仅限黑暗且无光污染的天空。城市或城镇的观测者没有望远镜则很难看到它。 它是裸眼可见的最遥远的行星。

双筒望远镜中天王星像一颗恒星，在天文望远镜中是一个小的蓝绿色圆盘。 通常需要用星图才能找到它。

望远镜观测史

1781年威廉·赫歇尔爵士发现了天王星，最初他以为找到了一颗新的彗星。用他自己的话说：

 “3月13日星期二，晚上十到十一点之间，当我正在检查双子座H[作者的注释：这颗恒星现在被称为双子座1 ]附近的小恒星时，我觉察到一个明显大于其它恒星的星星;它那不寻常的视星等震撼了我，我把它跟双子座H以及御夫座与双子座之间四分之一处的小恒星进行比较，发现它比任何一个都要大得多，我怀疑它是彗星。“

芬兰（一说瑞典）天文学家安德斯·莱克塞尔（Anders Lexell）指出，赫歇尔发现的实际上是一颗行星，他建议将其称为“乔治三世海王星”或“英国海王星”（赫歇尔在英国的家乡巴斯观测到这颗行星） 。赫歇尔自己提出了“乔治之星”（“乔治的星”或“乔治的行星”，以纪念当时的英国国王乔治三世）。其他建议的名称包括“超越土星之星”（由瑞士数学家丹尼尔·伯努利提出）、“赫歇尔星”（法国天文学家约瑟夫·拉兰德提出）和“奥斯特星”（德国科学家格奥尔格·克利斯托夫·利希滕贝格提出）。这些名称都没有遵循传统的命名方案，而德国天文学家约翰·波德（Johann Bode）则认为“天王星”这一名称更适合这颗行星。虽然波德在发现它不久后就提出了这个名字，但是这名字在数十年后才被全世界接受。

事实上，在天王星被发现前90年，英国天文学家约翰·弗兰斯特德（John Flamsteed）早已观测到了它，但没有把它看作行星——他认为这只是一颗普通的恒星。 在另外三名独立的天文学家对此“恒星”进行了不少于16次的观测后，天王星的真实性质才被正确地认定下来。

海王星

海神

视星等：+7.8（冲日平均亮度）

海王星超出了裸眼可见的范围，但是从完全黑暗的地方，最好在没有月光的情况下去看，它在优质双筒望远镜中刚好可见。我们需要一张好的星图才能找到它。大中型望远镜能显示它微小的浅蓝灰色盘面。

2010年，海王星完成了自1846年被发现以来绕日公转的第一圈。

星历2016-2020

望远镜观测史

海王星是第一颗通过精确数学计算而被发现的行星。 1845年，英国数学家约翰·考奇·亚当斯（John Couch Adams）和法国天文学家奥本·勒维耶（Urbain Le Verrier）根据其对太阳系中其他行星的引力效应（摄动）分别独立预测了一颗新行星的位置。但是，尽管英国的剑桥天文台最终展开了对该行星的搜寻，亚当斯的发现反响还是很小。 1846年9月，勒维耶向德国柏林天文台的天文学家约翰·加勒（Johann Galle）和海因里希·达赫斯特（Heinrich D'Arrest）发送了自己的计算，给出了在何处寻找新行星的准确指示：

 “将望远镜指向宝瓶座内的黄道，赤经326度，你会在一度以内发现一颗新行星，看起来像一个大约视星等为9等的恒星，并有一个能辨认出的圆盘。 “

加勒和达赫斯特几天后就发现了海王星。随后为了谁应该获得这一发现的荣誉而展开了一场激烈的国际辩论，尽管亚当斯和勒维耶本人很少参与其中，并且他们此后成为了朋友。今天他们都享有发现海王星的荣誉。

像天王星一样，海王星在被真正发现前很久，也被其他天文学家不知不觉间观测到过。伽利略在忙着观察木星的时候，明确地在1612年的笔记本里将海王星标记为“恒星”——比它被发现早了233年！ 约瑟夫•拉兰德（Joseph Lalande）也在1795年记录过，而1846年曾经负责英国的海王星搜索的詹姆斯·查理斯（James Challis）也在它被发现前六个星期就记录到了这颗行星，但他当时并没有辨认出它。 这两位天文学家都将它记录为普通的恒星。

（完）

夜空中裸眼可见的行星如何去识别（上）

夜空中裸眼可见的行星如何去识别（中）

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