有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★★★★★

影像欣赏：2018/7/27火星大冲当晚的火星影像

2018/7/27的中午13:13火星大冲，您有透过望远镜欣赏火星的英姿了吗？下图是台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27火星大冲当晚，在台北天文馆第一观测室拍摄的火星影像，使用RGB三色合成的结果。可惜由于目前火星表面的沙尘暴还在持续当中，无法清晰的看到火星地表地貌的景象，但一些比较大的特征还是可以看到的喔！提供给大家欣赏！

火星在2018/7/27到达冲的位置后，2018/7/31的15:51最接近地球，彼时火星距离地球中心约0.38496AU，相当于5759.0万公里。而我国在23:00是最接近之时，距离火星中心0.38494AU，相当于5758.7万公里。在冲到最接近地球的这段时间，是火星最亮、最大的时候，亮度达-2.8等，视直径达24.3角秒，所以这段时间都很适合观察火星。7/31晚上在台北天文馆也有火星观测活动，或是有机会的话，挑个晴朗的星期六晚上，来台北天文馆透过第二观测室的20公分望远镜享受这颗红色星球的魅力吧！

台北天文馆吴昆臻先生于2018/7/27晚拍摄之火星影像。

有「红色战神」之称的火星将于7月27日（周五）13:13达到「冲」的位置，随后于31日最接近地球。这次「火星冲」是自2003年至2035年的32年间距离地球最近，也是火星最大、最亮的一次，比平均大了4倍，是极难得的观察良机。在「火星冲」数小时后，7月28日凌晨将发生今年第二场「月全食」，适逢最小满月，因月球离地球较远，通过地球影子的时间也较长，成为本世纪持续时间最久，全程将近四小时的月食。特别在3:30之后的「全食」阶段，将出现相距不到10度的「红火星」与「赤月亮」同框较劲奇景，大家不妨比较看看谁更红、更亮！

2018年火星大冲重点汇整。

行星轨道并不是固定不变的

行星绕日公转轨道并非亘古不变。受到太阳、卫星和其他行星的重力影响，行星轨道其实会随时间逐渐改变。

一般来说，行星公转轨道并非正圆而是椭圆，太阳在椭圆的其中一个焦点上。行星最接近太阳时为「近日点」，最远处为「远日点」。 近日点和远日点的连线称为长轴，与长轴垂直的轴线便称为短轴。长短轴的差异称为离心率（或椭圆率），以e表示，长轴与短轴差异愈大（e愈大），天体轨道愈椭圆，反之两者差异愈小（e愈小），天体轨道愈接近圆，当e＝0时便为正圆形。

以地球为例，现今的e约0.0167。根据比利时天文计算专家Jean Meeus计算西元1850年前后共2百万年间的地球轨道，发现e值正减少中，在29500年后将小至0.0023，而在465000年后小至0.0006，几乎接近正圆。但在这2百万年的历史中，e曾大至0.06。

此外，行星轨道面也非固定不变。例如：Meeus等人以1850.0年时的地球公转轨道面为标准面，同样计算前后2百万年间的情况，发现轨道面倾角i会有约4度的变化。

地球轨道离心率的变动状况。原图版权：Jean Meeus

地球轨道平面变动情况。原图版权：Jean Meeus

火星轨道e值达0.093，使其近日点与远日点的差距高达4320万公里，是太阳系行星中，除了水星之外最大的。所以，对地球的观测者而言，火星的距离、亮度等变化也是最大的，故而在中国古代有「荧惑」之称，便是取其「荧荧如火、亮度与位置变化甚大使人迷惑」之意。

与地球相同，火星轨道的偏心率与轨道面也会变化，而且变化量比地球还大。Meeus画出1850年前后各1百万年的火星与地球最小距离变化图。由于火星的轨道偏心率逐渐加大，而地球的却逐渐减小，因此将地球与火星轨道的种种变因融合之后，这2百万年间火星将在西元25000年左右最接近地球，届时距离仅有0.3613AU。

此外，根据Meeus的计算，地火之间在73,000年前曾近至0.3728AU，由此可知：2003年的0.37272AU至少是73,000年以来最接近地球的时候！过了2003年之后，下一次地火距离要打破2003年的纪录，可得等到2287年（0.37225AU），而2650年的0.37201AU、2729年的0.37200AU，更是在第三千禧年中之最。

火星轨道偏心率变化状况。原图版权：Jean Meeus

火星轨道偏心率与相对于1850.0年的黄道面的轨道平面变化图（上）与相对于现在瞬时黄道面的轨道变化图（下）。原图版权：Jean Meeus

西元1850.0年（图中横轴的0点）前后共200万年的火星与地球距离变化图。原图版权：Jean

冲

行星在天球上运行时，与地球的相对位置不断的改变；当行星运行至某些特定位置时，天文学家会给予一个特定的名称以兹辨明与地球的位置关系。其中，当地球公转轨道以外的外行星（以及地球轨道以外的矮行星、小行星和彗星等太阳系天体）行至与太阳的经度相差180度、分别在地球两侧的特定位置时，称为「冲」，几乎是外行星在一个会合周期中最接近地球之时，此时亮度最亮、视直径也最大，且行星于日落后便东升，直至日出才西沉，整夜均可见到，故为观测外行星的最佳时机。

火星的冲和最接近地球

火星绕日公转的周期为686.98日。但火星公转的同时，地球也在公转，从地球上观察火星，相邻两次冲（或合）发生的时间称为会合周期，约为779.94天。 因此，每经过2年又49天，就会有一次火星冲。火星冲时非常明亮，在市区即可以肉眼看到明亮的红色星点，望远镜下可看到较明显的地表地形特征。

要注意的是：火星与地球之间的最小距离，并非火星的近日点距离（1.381367AU）直接减去地球的远日点距离（1.016710AU）所得之0.36466AU。这是因为火星的轨道长轴方向并不与地球轨道长轴方向重合，而且火星轨道面相对于黄道面有约1.85度的倾角，因此在计算距离时，都要将这些三维空间的因素考虑进去。 这个结果使得每次火星冲和火星最接近地球的时间会差了数天。

火星与地球相对位置名称。

火星大冲：每15～17年中的最佳观测时机

由于行星的轨道都是椭圆形，因此在每次冲时，行星和地球之间的距离都不同。行星与地球距离最小的冲称为「大冲」或「近日点冲」。由于比平常的冲更近、更亮、更大，因此大冲更有利于外行星的观测。

火星每2年49天有一次冲，因此每两年发生冲的日期便会往后推49天，火星在轨道上的位置也会渐渐推移。每隔约15或17年左右，火星冲发生时，火星恰好位在近日点附近，此时火星位置是15或17年来最接近地球的大冲，也称为「近日点冲」。火星是地球外侧轨道椭圆率最大的行星，近日点与远日点差距达4320万公里，使得火星近日点冲与远日点冲的视直径差异可高达2倍。

2010-2025年各次火星冲时，火星与地球相对位置及视直径变化示意图。

2010-2025年各次火星冲时，火星与地球相对位置及视直径变化示意动画。

以下为1971-2035年间的火星冲时间：
1971-2035年间的火星冲时间
时间        视直径        距离（AU）      时间        视直径        距离（AU）
1971 08 10*      24.8”        0.376      2005 11 07        19.8”        0.470
1973 10 25        21.2”        0.441      2007 12 28        15.5”        0.600
1975 12 15        16.2”        0.570      2010 01 29        14.0”        0.664
1978 01 21        14.4”        0.654      2012 03 03        14.0”        0.674
1980 02 25        13.8”        0.677      2014 04 08        15.1”        0.621
1982 03 31        14.8”        0.637      2016 05 22        18.4”        0.509
1984 05 11        17.3”        0.537      2018 07 27*      24.1”        0.386
1986 07 10        23.0”        0.406      2020 10 13        22.3”        0.419
1988 09 28*      23.8”        0.396      2022 12 08        16.9”        0.550
1990 11 27        18.0”        0.523      2025 01 16        14.4”        0.643
1993 01 07        14.8”        0.628      2027 02 19        13.8”        0.678
1995 02 12        13.8”        0.676      2029 03 25        14.4”        0.649
1997 03 17        14.0”        0.661      2031 05 04        16.9”        0.559
1999 04 24        16.2”        0.583      2033 06 27        22.0”        0.427
2001 06 13        20.5”        0.456      2035 09 15*      24.5”        0.382
2003 08 28*      25.1”        0.373          说明：*表示为大冲

有趣的是：每隔79年会有一次情况近似的冲发生。这79年是「15＋15＋15＋17＋17」得出的。例如1877年9月2日的火星大冲（距离0.37884AU），在历史上很著名，因有两项重要的火星发现是在这年进行的：发现火卫一和火卫二、火星表面「渠道」的发现与描绘等。而间隔79年之后的1956年9月7日（0.37809 AU），也是一次火星大冲。这个79年重复周期的火星冲发生日期，仅仅相隔了2～5天而已。

Meeus列出了火星两世纪内几乎落在火星轨道近日点和远日点上的近日点冲和远日点冲日期，如下表，大家可以动手算算看是否符合79年的间隔周期。
近日点冲：1845.8.18、1924.8.23、2003.8.28、2082.9.01
远日点冲：1822.2.19、1901.2.22、1980.2.25、2059.2.27

除了79年的周期外，火星冲还有一个更精确的284年重复周期，284相当于(79×3)+17+(15×2)；比284年重复周期再更精密的，还有个363年（＝284+79）的重复周期。

Meeus 列出距离小于0.375AU的冲。实线连接了每个79年周期序列，虚线则标出火星与地球距离愈来愈近的趋势。

2018火星大冲：

2018年火星冲发生于北京时间7月27日13:13，不仅是相隔26个月才发生一次的冲，且为相隔15-17年才有一次的接近近日点大冲，距离地球仅0.38615AU，相当于5,776.8万公里，亮达-2.8等，视直径达24.3角秒，整夜可见。不过这个冲的时刻是在台湾地区的白昼，所以必须等到晚上天黑时分才能看到火星，但其实冲前后数星期都是观测火星的好时机，不用只执着于冲这一天。

肉眼可见明亮的橘红色星点，天气良好时利用望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地（大三角）、水手号峡谷等较显著的地表特征。可惜在摩羯座，对台湾地区而言仰角稍偏低，建议午夜前后仰角最高时观测，大气干扰会比较少。

2018/7/27晚上21:00，火星和月球所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

2018/7/27晚上21:00，火星和月球所在位置广视野示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

不过由于火星轨道比较椭圆，所以「冲」时并不是火星最接近地球之时，而是通常会差个几天。以下为本次火星大冲各重要位置发生的时间和相关讯息：
月　日　时　　天象　　　距离(AU)　距离(km)
7　27　13:13　冲　　　　0.38615　5776.8万
7　31　15:51　最近地心　0.38496　5759.0万
7　31　23:00　最近台北　0.38494　5758.7万
9　16　20:54　过近日点　日距1.38　2064.5万

本次火星大冲是2003/8/29年来最大的一次火星冲，下一次的火星大冲将发生在2035/9/16。前后几次火星大冲的比较如下：
日期　　本地时间　地心距离(万公里)　视直径(角秒)　亮度
2003/8/29　01:59　5580.0　　　　　　25.1　　　　　-2.9
2018/7/27　13:13　5776.8　　　　　　24.3　　　　　-2.8
2035/9/16　03:39　5710.2　　　　　　24.5　　　　　-2.8

如何观察火星

观察火星很容易：7月底时火星约于约傍晚19:30-20:00东升，即使在光害严重的市区也可以用肉眼看到它明亮的橘红色星点，天气良好时透过望远镜有机会看到极冠、奥林帕斯等火山、色西斯台地（大三角）、水手号峡谷等较显著的地表特征。不过其实不是只有火星冲当天能观测到火星，事实上在火星冲前后数周都适合观察火星。详细的火星观测资料，请参考台北星空第84期专文「火星观测」 。

火星地表较明显的地形地貌。

以下为火星于2018年7月至10月初之前的升没时间预报：
日期　　升　　中天　　没　　　　日期　　升　　中天　　没
7/01　20:50　02:11　07:27　　　8/20　17:01　22:08　03:21
7/06　20:30　01:50　07:05　　　8/25　16:39　21:47　03:00
7/11　20:09　01:28　06:42　　　8/30　16:18　21:28　02:40
7/16　19:47　01:04　06:17　　　9/04　15:59　21:09　02:23
7/21　19:24　00:40　05:52　　　9/09　15:41　20:52　02:06
7/26　19:00　00:15　05:25　　　9/14　15:24　20:37　01:52
7/31　18:35　23:45　04:59　　　9/19　15:08　20:22　01:38
8/05　18:11　23:19　04:33　　　9/24　14:54　20:09　01:26
8/10　17:47　22:55　04:08　　　9/29　14:39　19:56　01:15
8/15　17:23　22:31　03:44　　　10/04　14:26　19:45　01:05
对于您所见到的火星究竟是那个地形地貌，可参考Sky and Telescope杂志的Mars Profiler互动软体，输入您所观测的日期时间（需使用世界时，为北京时间-8小时）就可以啰！

火星小档案

火星的基本资料及与地球的比较
火星(Mars)                地球(Earth)
平均赤道半径                             3396公里                  6378公里
平均赤道半径(地球=1)                0.53                         1
扁率                                          0.0059                      0.0034
赤道重力(地球=1)                       0.375                       1
赤道重力(火星=1)                       1                             2.66
体积(地球=1)                             0.151                       1
质量(地球=1)                             0.107                       1(=5.9742x10 24公斤)
密度(g/cm 3 )                             3.93                        5.52
自转恒星周期(地球日)                 1.026(=24h37m)       0.9973(=23h56m)
赤道倾角（度）                          25.19                       23.44
平均距离(天文单位，AU*)           1.5237                     1.0000
离心率                                       0.0934                     0.0167
轨道倾角（度）                          1.850                       0.000
公转恒星周期(太阳年）               1.8809(=687天)        1.0000(=365.25天)
会合周期                                   779.9天                    —
反射率                                      0.16                         0.39
最大光度                                   -3.0                          —
表面最高温度(K**)                     240                          310
表面最低温度(K)                        190                          260
表面最高处        奥林帕斯山，海拔21183公尺              圣母峰，海拔8848公尺
表面最低处        赫拉斯盆地，海平面以下7825公尺      马里亚那海沟，海平面以下110公尺
大气组成                二氧化碳、水汽                           氮、氧、氩等
卫星数量                                   2                             1
附注：*1天文单位＝149597870公里，**K表绝对温度，0℃时为273K。

火星卫星小档案及与月球的比较
火卫一                火卫二                月球
名称                  弗伯斯(Phobos)   戴摩斯(Deimos)   (Moon)
发现年代(年)      1877年               1877年                —
轨道半径(公里)   9378                  23459公里           384400公里
公转周期(天)      0.3189                1.2624                27.3217
轨道椭率            0.015                 0.0005                0.0554
卫星半径(公里)   14x11x10            8x6x6                1738
光度(星等)          11.3                   12.4                  -12.7

为了服务民众，台北天文馆将于7月27日（周五）火星冲当晚19时至21时，在国父纪念馆西侧广场举办「天文快闪：火星冲」活动，把专业的大型天文望远镜移到户外，让大家一窥火星的神秘面貌。同晚28日凌晨，天文馆还将与世界各地天文单位合作，透过网路直播本世纪最长的月食。

另外，在火星最接近地球的31日（周二）晚间19时至21时，天文馆将特别开放观测室，提供来馆民众以大型望远镜观赏火星。

天文馆地址：台北市士林区基河路363号
电话：(02)2831-4551 传真：(02)2831-4405

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： 

当从地球中心向外看，土星和月球的赤经经度相同时，称为「土星合月」，通常是一个农历月之中，土星和月球比较接近的时候。

2018/7/25的13:53土星合月，地心所见的土星位在月球以南约2度的地方，不过时值白昼，无法观察。可在7/25傍晚约19:00天黑之后朝东南方观察，便可在东南方天空看到0等的土星和月龄12的盈凸月接近到2度的距离，并随时间逐渐西移，到隔日凌晨约3时左右从西南方沉入地平面。土星和月球位在人马座茶壶壶盖上方的位置，邻近热闹的银河，适合作为初入门的天文摄影目标。

2018/7/25晚上20:00，土星和月球接近景象示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位：香港天文学会 丨 观测方式： 

月亮的赤纬变化在+28.5~-28.5度。只要在离黄道不远的二十八星宿中，月亮每18.6年交点周期内就有机会掩蔽它们。

2018年7月22日（星期日），月掩天秤座5.5等恒星罚三，月龄初十。
掩始现象：2时15分，恒星由月球暗面消失。香港掩始时月球仰角50度，地平方位198度

罚三是颗双星，伴星B光度11.5等，伴星出现掩星现象时间：掩始早683秒（11分23秒）

R2291 = 49 Librae = 罚三
罚三，又名天秤座49，BD-16 4196，HD 143333、SAO 159625、HR 5954，是天秤座的一颗恒星，视星等为5.47，位于银经354.92，银纬26.72，其B2000.0坐标为赤经16h 0m 19.6s，赤纬-16° 32′ 0″。

预报：香港天文学会掩星组组长、香港观天会顾问余惠俊

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： 

当从地球中心向外看，木星和月球的赤经经度相同时，称为「木星合月」，通常是一个农历月之中，木星和月球比较接近的时候。

于7/20或21傍晚入夜后至22:30左右，可在西南方天空看到木星与月球接近的景象，木星亮度-2.2等，月亮是月龄7-8的上弦月，两者距离约在5-6度左右。以肉眼欣赏即可。

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： 

88号小行星尽女星（88 Thisbe）于2018/7/20的12:48冲，位在人马座，距离约1.324AU，亮度则达+9.7等，整夜可见。需用口径约10公分以上的望远镜以天文摄影方式才比较容易将其身影呈现出来。

2018/7/20晚上21:00，尽女星所在位置示意图。

尽女星小行星位于火星与木星之间的主小行星带偏外侧，平均直径约201公里（其他观测方式有得出207公里至232公里不等的结果）；事实上虽然它是第88颗发现的小行星，可是它却是主小行星带中第13大的小行星。绕太阳公转一周约需4.6年，自转一周约6小时，属于B型小行星，即与智神星类似、较罕见的碳质小行星。

1866/6/15由美籍德国天文学家彼得斯（Christian Heinrich Friedrich Peters）发现的。其名Thisbe来自罗马预言中的女主角之名：在诗人奥维德（Ovid）的名作「变形记（Metamorphoses）」中，Thisbe和Pyramus是一对因家族纷争而命运多舛的恋人，罗密欧与茱丽叶的故事或许就是从变形记而来。Pyramus后来被采用为1990/10/13发现的小行星1990TH7的正式名称 「14871 Pyramus」，但尚未议定正式中文名。

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式： 

在7月中至7月底期间，傍晚约19:30-20:00前后可以同时看到肉眼可见的五颗行星分散天际，由西向东分别为水、金、木、土、火，除了水星之外，其他4颗都很明亮，即使期间还有月球来加料，陆续经过这些行星旁，也不至于被月光掩盖它们的光芒。挑个晴朗的傍晚来挑战同时看到5颗行星的乐趣吧！

2018年7月中下旬傍晚，水金木土火行星分布概况。
以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  

当从地球中心向外看，金星和月球的赤经经度相同时，称为「金星合月」，通常是一个农历月之中，金星和月球比较接近的时候。由于金星是内行星，每当合月时都是在农历月底的清晨日出前或农历月初的傍晚日落后，再加上金星非常明亮，所以金星合月是个很吸引人且易观察的天象。

2018/7/16的11:31金星合月，地心所见的金星位在月球以南约1.6度的地方，不过此时为白天无法观赏。可在7/16傍晚约19:00日落后至21:10之前，于西方低空可见-4.1等的金星与月龄3的眉月相近至仅约3-4度的距离。而在它们右下角约20度的地方是刚过东大距位置的水星，在7/16傍晚，月龄2的超细眉月就在金星和水星之间形成拱月之姿。只需将相机用脚架固定后，很容易的便可将这个景致捕捉下来，可以试试喔！

2018/7/16傍晚19:00，金星和月球接近景象示意图。
以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  

当从地心向外看，水星和月球的赤经经度相同时，称为「水星合月」，通常是一个农历月之中，水星和月球比较接近的时候，又因水星为内行星，水星合月通常发生在农历月初或月末，在眉月或残月衬托下，别有一番景致。

2018/7/15凌晨6:03水星合月，地心所见的水星位在月球以南约2.2度的地方，水星亮度只有+1.5等，月亮则是月龄1.5或2.5的眉月；可是此时水星和月亮都在地平面下而不得见。可在7/14或7/15傍晚日落后朝西方低空观看，可惜这时候的月亮和水星之间的距离已经拉远了，达6-7度以上，且受暮光影响，水星并不容易找到，要仔细观察了。

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根据掩星专家Steve Preston的预测：2018/7/14晚上21:03，578号小行星哈佩尔（(578) Happelia）将从11.2等的恒星UCAC4-281-187499前方通过而造成小行星掩星现象。台湾地区掩食带涵盖金门、苗栗、台中、彰化、云林、嘉义、南投、花莲与高雄和台东的最北端一带。被掩恒星仅11.2等，需利用口径15-20公分以上的望远镜进行观测。

由于掩星时间非常短，建议最好使用校过时的录影设备，加在望远镜后方进行观测，录影设备的时间误差勿超过1秒钟。观测结果，连同观测者姓名、观测地点（经纬度与海拔高度）、仪器等，可寄至tam001@tam.gov.tw，将协助转寄给Steve Preston博士以提供科学分析。

TYC 0779-00137-1位在赤道座标（J2000.0）RA: 18h24m33.0212s DEC: -33°56’25.845”，这颗恒星属于人马座，掩星发生当时，恒星在东南方仰角约25度的地方。而(578) Happelia本身亮度+12.2等，与TYC 0779-00137-1相当，所以望远镜中应该可看到小行星和恒星互相接近，掩星，然后又互相分离的画面。恒星被小行星掩住的时间约10.6秒，恒星亮度估计会减少1.1个星等。其他详细预报资料与星图请参见Steve Preston掩星预报网。

小行星(578) Happelia位在火星与木星之间的主小行星带中，平均直径约69公里，绕太阳公转一周约需4.56年。1905/11/01由著名德国天文学家马克斯·沃夫（Max F. Wolf）在海德堡王座山天文台（Heidelberg-Königstuhl State Observatory）发现的，当时的小行星暂时编号为1905 RZ。 其名Happelia是为纪念曾捐款以大力赞助海德堡王座山天文台的著名画家Carl Happel。从这颗小行星的亮度变化，天文学家估计其自转一周约需10小时。此外，在2017/2/24的一个小行星掩星事件中，发现它可能拥有一颗直径直径仅约3公里的卫星。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

2018年7月13日将发生一场日偏食，沙罗周期编号第117号，全部经过时间自北京时间09时48分开始，至12时14分终止，历经2小时又26分钟。最大食分为0.3367，可见于南极至澳洲南部、新西兰南岛一带，我国不可见，有计划到这些地方旅游者则不妨注意相关讯息。观赏日偏食需全程使用适当的太阳滤镜或日食眼镜，或者可使用投影方式进行观察，千万不可用眼睛透过望远镜直接观察，以免造成眼睛损伤。