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小編的世界 優質文選 宇宙

一個小小的科普:作為夜空中最亮的星之一,金星怎麼這麼亮?


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2022年8月06日 -
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為什麼金星如此明亮?

2021年11月27日,英國柴郡切爾福德的蒂姆-瓊斯拍攝到了木星(左)、土星(中)和金星(右)的大合照。你看到金星有多亮了嗎,盡管它已經接近日落。如果你感興趣的話,請在日落後尋找這三個星球,並在2021年12月初欣賞最耀眼的金星吧 謝謝你,蒂姆。

為何金星如此明亮?

木星是一顆明亮的行星,火星有時也會變得明亮。但是木星和火星在最亮時都沒有金星亮。那麼,這是為什麼呢?

我們的宇宙近鄰金星比地球更近一圈的繞日運行-它是天空中繼太陽和月亮之後第三亮的天體。

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作為地球公轉軌道內側相鄰的行星,金星距離我們相對較近,但是近距離不是它如此明亮的唯一原因。想想火星,它在地球繞日軌道外一圈相鄰運行,而它在我們天空中顯得時而明亮時而暗淡。只有在地球經過火星和太陽之間那段時期,火星才特別亮,而同時它離太陽也最近。上一次發生此情況是在2018年,下一次將會在2035年。

對於金星的明亮則是另有原因。天文學家用反照率這一術語描述行星的絕對亮度。當太陽光照射到行星上時,行星表面會吸收一些陽光,其餘的反射出去。反照率就是入射的太陽光總量和反射出去的光線量的比值。

正如你所猜到的,在太陽系主要行星中,金星有著最高的星體反照率 。

這是金星最亮的時候,也就是達到所謂的最大照射範圍,或者說最大亮度。這個時間點,金星相對靠近地球。當望遠鏡顯示它處於新月階段時,看起來就像一輪迷你的月亮。這時,你甚至可以在白天看到金星。

這是白天時,處於新月階段的金星(l)和月球的望遠鏡視圖 圖源:美國國家航空航天局。

金星閃耀的反照率

金星的反照率接近於0.7,意味著它能夠反射將近70%的陽光。當滿月在地球上空出現時,雖然它只反射了大約10%的陽光,但是看起來卻比金星亮的多。月亮的低反照率是由於它是黑色的火山岩構成的,在我們眼中看起來很亮只是因為它離地球很近。月亮距我們只有大概一光秒而金星則有幾光分。

金星的明亮是因為它被包裹在有高度反射性的大氣層裏(因此金星有很高的反照率)。金星的大氣層中包含了硫酸液滴及懸浮在混合氣體中的酸性晶體。太陽光極易從這些光滑的液滴和晶體表面上反射回來,大氣層反射的陽光構成了金星如此明亮的重要原因。

順帶一提,金星並非我們太陽系中反照率最高的天體,這項殊榮屬於土星的衛星土衛二,它冰冷的表面反射了大約90%的陽光。

自2018年10月下旬金星於日地之間經過,它明亮的半日面仍大部分背對太陽。有趣的是,這個新月形的金星可能比我們以往看到的完整金星更為明亮。2018年11月20日,Prabhakaran A在阿聯酋Mleiha拍攝到這顆新月金星。設備:Edge HD 11‘’Alt Az - 探索科學3x 擴展器 - ZWO 290MC。後處理:9000幀堆疊在AS中,並在Registax進行處理。

金星的視大小

上文提到,當地球經過火星和太陽之間時,可以觀測到最為明亮的火星。在這時,火星離我們最近,所以他在天空中最為明亮。金星同樣如此:在金星經過地球和太陽之間時,它這顆行星在天空中最為明亮,盡管並不一定是在那個時候。

因為金星在地球軌道內圍繞太陽運行,當它運行到我們和太陽之間時,它明亮的半球面,或者說是晝面,是背對著我們的。在這時,幾乎不可能看到金星。

因為金星是一顆內行星(在地球軌道內圍繞太陽運行的行星)。當它接近地球和太陽之間穿過時,我們可以金星呈現出像新月一樣的形狀。當金星在軌道上靠近地球——並准備在行星競賽中“超越”我們——地球上的觀察者可以看到金星的相位減弱。與此同時,隨著新月金星的相位逐漸減弱,金星在地球天空中的圓盤狀的整體尺寸逐漸增大,這是因為金星越發接近地球,並在地球和太陽之間移動。

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當上述兩種因素(殘月形狀和最大的金星圓盤)疊加時,金星會最為明亮,這時它在我們的天空中顯示的表面積最大,天文學家稱之為照亮範圍達到最大。

Brett Joseph在2018年10月31日拍攝到的金星位於東方的照片,非常接近日出點。這個時間點是這顆行星經過我們和太陽之間,從而進入早晨的天空後不到一個星期之後。金星是如此之亮,以至於即使它離日出點這麼近,拍攝者還是能看到這顆行星

概要:金星是天空中第三亮的天體,僅次於太陽和月亮。部分原因是太陽光很容易被金星大氣中的酸性雲層反射。

相關知識

金星是距日次近的行星。它的英文名"Venus"源於羅馬神話中司掌愛情與美麗的女神維納斯(希臘對應神:阿佛洛狄忒)。作為地球夜空中亮度僅次於月亮的自然天體,金星能照出影子,而且在一些罕見的情況下,它甚至在白天都能為肉眼所見。金星處在地球的公轉軌道以內,因此從地球上看它不會離太陽過遠,它要麼在黃昏後從西邊落下,要麼在黎明前自東方升起。金星每224.7個地球日繞太陽公轉一周,自轉周期為243個地球日,一晝夜為117個地球日。其自轉時長為太陽系行星之最,且方向僅與天王星相同,與其他行星相反,這意味著太陽在金星上西升東落。金星沒有衛星,其實在太陽系的所有行星中,只有金星和水星沒有衛星。

BY:earthsky

FY:Astronomical volunteer team

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