冲日(英文:opposition),又名“冲”,是位置
天文学的一个名词,是从一个选定的特定天体上(通常是地球)为基准,观察另一个天体与参考天体(通常是太阳)的相对位置时。当三者在一条直线上,但特定天体位于参考天体及另一个天体的中间;参考天体相对于另一个天体的位置,谓之冲。明确的说,因为“冲”的
天文现象是从地球观看,所以是以
地心经度(geocentric longitude)计算,当一颗行星在冲的位置时(以地球为基准的特定天体),它与太阳的的
地心视黄经(apparent geocentric longitude) 相差180°,即天体与太阳各在地球的两侧的天文现象。对于比较遥远的行星,从前准确计算它们的地心视经度比较困难,故此天文学家会用行星的
日心几何经度 (
heliocentric geometric longitude) 加上当时它们距离地球的光线传送所需时间的
修正值。所以并非简单的将两个天体的日心几何经度相距180度。相对于冲日的现象为
合日。
冲日分类
冲日
冲日是指某一外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星、
冥王星等或者
谷神星、
婚神星、
智神星、
灶神星)于绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线的状态,而地球恰好位于太阳和外行星之间的一种
天文现象大冲与小冲
地球在火星和太阳之间时就发生火星冲日。 当火星与太阳视黄经相差180度时,称为火星冲日。这时,火星和太阳分别位于地球的两边,太阳刚一落山,火星就从东方升起,而等到太阳从东方升起时,火星才在西方落下,因此整夜都可观测火星。一般来说,冲日时,火星离地球较近,它的亮度也是一年当中最亮的。
当地球在
远日点附近时而火星在近日点前后发生大冲时,就是所谓火星大冲。冲日时的火星距离地球最近大约6千万千米以内,最远可达1亿千米以上。由于火星轨道的
偏心率近1/10,近日点时距离太阳有20670万千米,远日点时距离太阳24920万千米,二者之间相差4250万千米。
2003年8月27日,火星与地球的距离为6万年来的最短,约5575.8万千米。当时火星的
视直径达到了25″,亮度为-2.9等。
2012年火星冲日时,它距离我们有1亿千米,视直径不到14″,亮度约为-1.2等,是一次名副其实的“小冲”。
冲日现象
当
水星运行到
太阳与土星之间,称为水星上的
土星冲日。冲日时,土星与太阳
相位差180度,水星与土星最近,土星亮度最大。水星上的土星冲日周期为0.243地球年。
当水星运行到太阳与地球之间,称为水星上的地球冲日。冲日时,地球与太阳相位差180度,水星与地球最近,地球亮度最大。水星上的地球冲日周期为0.3175地球年。
当水星运行到太阳与
天王星之间,称为水星上的
天王星冲日。冲日时,天王星与太阳相位差180度,水星与天王星最近,天王星亮度最大,但仍只有6等,接近肉眼极限。水星上的天王星冲日周期为0.2417地球年。
当水星运行到太阳与木星之间,称为水星上的
木星冲日。冲日时,木星与太阳相位差180度,水星与木星最近,木星亮度最大。水星上的木星冲日周期为0.246地球年。
当水星运行到太阳与
海王星之间,称为水星上的
海王星冲日。冲日时,海王星与太阳相位差180度,水星与海王星最近,海王星亮度最大,但肉眼仍不可见。水星上的海王星冲日周期为0.2414地球年。
当水星运行到太阳与火星之间,称为水星上的
火星冲日。冲日时,火星与太阳相位差180度,水星与火星最近,火星亮度最大。水星上的火星冲日周期为0.2764地球年。
当水星运行到太阳与
金星之间,称为水星上的金星冲日,金星上的水星
内合。金星冲日只发生在水星上。冲日时,金星与太阳相位差180度,水星与金星最近,金星亮度最大。超过-7等,是从一颗行星表面看另一颗行星,所可见的最大亮度。水星上的金星冲日周期为0.396地球年。
土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。土星相邻两次冲日的
时间间隔约为378天。
天王星冲日是指天王星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与天王星之间。此时天王星被太阳照亮的一面完全朝向地球,是观看天王星的最佳时机。天王星相邻两次冲日的时间间隔约为369.39393天。
木星冲日是指木星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与木星之间。此时木星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。木星相邻两次冲日的时间间隔约为400天。
海王星冲日是指海王星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与海王星之间。此时海王星被太阳照亮的一面完全朝向地球,是最适合观察海王星的时间。海王星相邻两次冲日的时间间隔约为367天。
火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与火星之间。此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。火星相邻两次冲日的时间间隔约为779天。
冲日原理
天文学家们把
太阳系内的
八大行星分为两大类:以地球为基点,一类为
地内行星,一类为
地外行星。顾名思义,地内行星就是运行轨道在地球以内的行星,包括
水星和
金星;地外行星是轨道在地球以外的行星,包括火星、
木星、
土星、
天王星和
海王星。地内行星的运动有四个特殊时期,分别为下合、
上合、
东大距和
西大距;地外行星的运动也有四个特殊时段,分别为合、冲、
东方照和
西方照。地外行星才会出现冲日现象(即
火星冲日、
土星冲日、
木星冲日、
天王星冲日、
海王星冲日),地内行星
不可能发生冲日。
冲日依照选择天球座标的不同,可分为黄经冲与赤经冲,而前者为常用冲日之定义(太阳与天体的
黄经相差180°)。冲日前后是观测天体的好时机,因为天体在冲的位置时,当太阳下时天体则刚从东方
地平线升起,至午夜时分天体的地平位置最高,至翌日的日出前天体才西下,所以天体整夜皆可见。
因为地球与行星的轨道非正圆之关系,天体在
近日点前后的冲较接近地球,亮度也是历次冲日之中最亮的,这个冲即
大冲(例如2003年8月下旬的
火星大冲),相对于其他的冲日即称小冲或直接称冲日。理论
上除太阳、地球与
地球轨道内天体(如
内行星等)之外,其余所有天体皆可有冲日现象发生,现多用在太阳系内运行之天体(如
外行星、小行星、
彗星等)。根据地球与该天体的
会合周期,该天体相对于地球在每年有一至两次冲日(绝大部分时间只有一次),一般
天文年历皆有列出各
太阳系天体冲日时刻。
地外行星在地球轨道以外,当太阳把行星和地球分开180度时,简称“
合”,合时,行星与太阳同升同落,掩埋在太阳的光辉中,人们无法观测到。当行星与
太阳黄经相差90度时,称为“方照”——行星在太阳以东叫东方照,在太阳以西叫西方照。如果行星与太阳的黄经相差180度,也就是说,太阳升起时,行星落下,而太阳落下时,行星升起,那么这时就称之为“冲”。冲日是观测行星的最佳时刻。
天文观测
时刻表
本目录给出火星、
木星、
土星二十一世纪冲日时刻表。所给数据分别为冲日日期、冲日时刻、预计亮度、距地距离(
AU)和所处星座。