ASTRONOMY / SERIES 08

夜空中这七个“游荡者”,究竟是什么?

月亮、太阳和五颗肉眼可见的行星常被放在一起观察,但它们并不是同一种天体。

抬头看天:月亮、太阳、火星、金星、水星、木星、土星——它们为什么总被放在同一张“天空名单”里?从地球看,它们都很醒目,也呈现周期性的变化。在一些古典天文传统里,太阳、月亮和五颗肉眼可见的行星常被放在同一份天空观察名单中。它们看起来像一家人,身份却完全不同:太阳是恒星,月亮是地球的天然卫星,只有那五颗才是行星。“游星”这个说法,描述的正是行星相对背景恒星缓慢改变位置的现象。

我们先从脚下说起。地球是太阳系里的一颗行星,排在离太阳第三的位置,有岩石地表和大量液态水,也是目前已知唯一存在生命的星球。古人看到太阳东升西落、行星在星星之间移动,却看不出地球也在运动;今天我们知道,地球一边自转,一边绕太阳公转,我们看到的许多天象,正是从这个移动的观察点望出去的结果。

离我们最近的天体是月亮。它不是行星,也不会自己发光,而是地球的天然卫星,平均离地球约38万公里;我们看到的月光,是太阳光照在月面后反射过来的。月球绕地球运行时,我们看到受太阳照亮的月面比例不断变化,于是有新月、弯月、半月和满月。再远一些,太阳则是一颗恒星:它自身发光发热,强大的引力把行星和许多其他天体约束在太阳系中。地球上的昼夜和季节、植物利用的能量,都与太阳有关;太阳每日横越天空,是地球自转造成的视运动,一年里它相对背景星座缓慢移动,则与地球绕日公转有关。绝不要用肉眼、望远镜或双筒望远镜直视太阳。没有符合规范的专用太阳滤镜,光线可能造成永久性眼损伤;观赏日食也必须使用合格的日食眼镜,普通太阳镜不安全。

再看五颗肉眼可见的行星。它们绕太阳运行,通常不发出可见光,我们看到的是它们反射的太阳光。离太阳最近的是水星,也是体积最小的行星;它绕太阳一圈只需88个地球日。从地球看,水星总在太阳附近,通常只能在日出前或日落后短暂寻找。金星则是夜空中除月亮外最亮的天体,有时出现在日出前,有时出现在日落后,因此被叫作“晨星”或“昏星”;这不是两颗不同的星,而是同一颗行星从地球看位置不同。金星看上去明亮,不代表表面宜居,它浓厚的大气带来强烈温室效应,使它成为太阳系表面最热的行星。

火星因地表富含氧化铁的尘土而显得偏红,常被称为“红色行星”。它比地球小,绕太阳一周约需687个地球日,亮度会随它和地球之间的距离改变。更远处的木星是太阳系最大的行星,肉眼看去通常是明亮的光点;望远镜才会显出云带和它最大的四颗卫星。伽利略在1610年观察到这些卫星围绕木星运行,这让人们看到并非所有天体都绕着地球转。土星同样是肉眼可见的行星,单靠肉眼看起来大多像一个稳定的亮点;小型望远镜能揭示它的光环,那并非完整的实心圆盘,而由大量冰和岩石碎块组成。

从地面观察,太阳、月亮和五颗行星都显得明亮,并呈现各自的周期变化,因此古人会记录它们、用来辨认季节,也由此发现天空并非一幅固定不动的图画。但“看起来都在天空中移动”不代表它们属于同一类:太阳是恒星,月亮绕地球运行,五颗行星绕太阳运行;地球既是我们的家,也是这场观测的出发点。把观测位置、天体身份和运行关系分开,夜空里看似相似的亮点,就开始显露出太阳系的真实结构。

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