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启明星与长庚星

科普小知识2022-01-03 07:31:41
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有时候,在天刚朦朦亮时,东方的天空会出现一颗明亮的星星,它晶莹透亮,光芒四射,美丽极了。这颗星古时称为“启明星”,意思是随着它的出现,天就要亮了。而有的时候,在黄昏时,我们在西方的地平线上空,也会看到一颗特别明亮的星星。随着天越来越黑,这颗星更显得光辉灿烂,像一盏明灯高挂天宇,引人注目。这颗星古时称为“长庚星”。

启明星与长庚星实际上是同一颗星,是九大行星之一的“金星”,西方称为“维纳斯”。维纳斯是古罗马神话中“爱与美”之神的名字。

金星,在我国古代又称为“太白金星”,这是由于她发射出白色的光辉。金星与其他几颗行星(水星、木星、火星、土星)早在春秋战国以前就发现了。由于它们在天空中没有固定的位置,不停地游荡着,故此称为“行星”。以别于似乎固定不动的众多的“恒星”。大约到了 16 世纪时,才确定我们人类居住的地球也是一颗行星。所有行星都围绕太阳旋转,旋转的轨道是接近于圆形的椭圆形。

金星的轨道在地球轨道以内,所以从地球上看去,当金星在太阳前面与背面时,都见不到。只有当金星离开太阳有一定角距时,才能看到。金星在太阳的西边时,我们可以在日出前的东方看到。此时的金星为启明星;而当金星在太阳的东边时,我们可以在日落后的西方地平线上看到,此时的金星为长庚星。

金星在距离太阳最大角距时,称为东大距与西大距。东、西大距时,是观察金星的最好时候。此时金星的高度大,在天空出现时间长。

那么,金星为什么这么明亮呢?

金星是颗行星,它本身不发光。它的光辉是反射太阳光而来的。其他行星也是反射太阳光而发亮的。既然是反射光,那反射多少就取决于行星表面的反射本领了。比如太阳光以 100 份射入某颗行星,而某颗行星将其中的 15 份反射出来,就说这颗行星的反射率(或反照率)为 15%或 0.15。各行星表面的结构不同,它们各自的反射率就不一样,比如,水星的反射率为0.05,火星的为 0.15,木星为 0.44,土星为 0.42。而金星的反射率最大,为 0.59 即接近于 60%。在我们地面上,只有新下的雪反射率才比金星大一些(为 80%),而岩石、岩灰与木炭的反射率仅为 0.07。

由此可见,金星特别明亮,是由于它表面的反射率很大。原来,金星大小跟我们地球差不多(金星半径为 6096 公里,地球平均半径为 6371 公里),但它表面包着一层浓厚的大气,而大气的成分主要是二氧化碳(占全部大气的 97%左右),靠着这层大气反射、散射太阳光,因而显得明亮。

从我们地球上看去,金星特别明亮还有一个重要的条件,就是它离太阳及地球都不太远。金星距离太阳,只有日地距离的 70%,约 1 亿零 8 百万公坠。它所得的太阳光的辐射当然就比较大了。木星体积比地球大 1300 多倍,但木星离太阳远(约为日地距离的 5 倍多),它所得太阳光就少,故此不如金星明亮。

从地球上看去,金星是最近我们的一颗行星,它离地球最近时约有 4 干万公里,比地球的另一个近邻行星——火星,最近地球时的距离要近 1 千万公里以上。同样亮度的天体,有的离我们近些,看来就亮些:而有的离我们远些,看来就暗些。金星离地球近些,所以看来就亮些。

金星具有上述几个得天独厚的条件,使它成为全天最亮的星星。

但是,金星最亮的时候,并不是在它距地球最近的时候。当金星位置在太阳和地球中间时,你为“下合”,其相对的一点为“上合”。在下合附近,太阳光照亮的金星的半球,恰巧背对着我们,所以我们是见不到金星的。只有在离下合有一段距离时,才可见到金星最亮。按时间算,在离下合之前与之后一个月多一点的时候为最亮。比如 1994 年 11 月 2 日金星下合,在此之前的 9 月 29 日金星最亮,亮度达—4.7 等,在 11 月 2 日之后的 1994 年 12 月 9 日,又是金星最亮。到了 1995 年初,金星离地球越来越远,它的亮度就逐渐降低了,年初为—4.7 等,年中为—3.9 等,1995 年底为—4.0 等。