火星,地球的近邻天体,即将在1月12日迎来与地球在本轮会合周期中的最短距离交汇。这一时刻,公众将有机会观测到近两年以来最为接近且视觉上最大的火星。据天文数据显示,届时火星与地球之间的距离将约为0.642个天文单位,换算成实际距离约为9600万千米,其视星等将达到-1.4等,仿佛两颗行星在浩瀚的宇宙中上演了一场近距离的“邂逅”。
关于“最近”的定义,中国科学院紫金山天文台科普主管王科超给出了详细解释。他指出,火星和地球都围绕太阳公转,它们之间的距离随着公转周期的变化而时远时近。平均每26个月左右,即约780天,这两颗行星会经历一次会合周期,并在其中某个时刻达到“最接近”。然而,由于它们的轨道是椭圆且存在倾角,每个会合周期中的最近距离并不相同。
“以本次会合周期为例,火星与地球的‘最接近’距离在历次中并不算特别近。”王科超表示,数据显示,两者在一个会合周期内的最近距离通常在0.38至0.67个天文单位之间变化,而火星的视星等则在-2.8等到-1.2等之间波动。
每当火星与地球接近时,都是观测火星的绝佳时机。借助高倍率、大口径的天文望远镜,天文爱好者们有望看到火星两极覆盖着白色“帽子”的极冠,这些极冠主要由固态二氧化碳构成,并在火星的冬季扩大、夏季缩小。火星南北半球的地貌差异也会导致明暗对比,为观测增添更多乐趣。
在火星与地球“最接近”的前一段时间,地球向火星发射探测器的机会窗口也随之开启。王科超指出,火星与地球之间的最远距离超过4亿千米,而最近距离则约为5500万千米。选择合适的时机发射探测器,可以显著缩短其在地球与火星之间的飞行时间。例如,2020年7月,地球和火星正处于这样的理想位置,阿联酋、中国和美国分别成功发射了各自的火星探测器。
每个会合周期中,火星等地外行星与地球的“最接近”时刻通常发生在行星冲日前后。继1月12日火星与地球“相会”后,1月16日将迎来火星冲日。在冲日时,火星与太阳的地心视黄经相差180度,即地球、火星和太阳几乎排列成一条直线。如果冲日时火星恰好运行至近日点附近,就会形成更为罕见的火星大冲,这种现象每15至17年才发生一次。王科超强调,火星大冲时,火星与地球的距离更近,是发射火星探测器的“最优黄金期”。