在这个节日季,天空中最特别的景象将不是拉着雪橇的飞天驯鹿,而是一次罕见的天体相会——一种宇宙的礼物,历经多个世代才得以形成。12 月 21 日,木星和土星将发生“大合”,这是近 800 年来观测到的最接近的一次。
当天体从地球上看去似乎经过或相遇时,就会发生天文合相。然而,要构成“大合”,则需要在我们太阳系中最大的两颗行星之间发生相遇。木星和土星的轨道对齐,使得这两颗巨行星大约每 20 年看起来会合一次。
然而,有些大合比其他大合更为“大”。木星和土星轨道的略微椭圆形,以及每个轨道相对于太阳赤道的倾斜程度,导致这两颗行星在天空中的接近程度在其周期性合相中波动。在一些大合期间,这两个世界似乎非常接近,几乎互相拥抱;而在另一些大合期间,它们似乎最多也只是保持手臂的距离。(当然,这两颗行星实际上从未真正接近过;在 12 月 21 日的相遇期间,它们仍然相隔超过 7.3 亿公里。)
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在上一次大合中,即 2000 年 5 月 28 日,木星和土星在天空中的视距离为 68.9 角分,是满月直径的两倍多。相比之下,2020 年的大合——恰逢冬至,即北半球一年中最短的一天和南半球最长的一天——这两颗气态巨行星的视距离仅为 6.1 角分。这大约相当于一枚硬币在手臂长度处的厚度。
“如果你有望远镜,你将能够同时看到土星环和木星的伽利略卫星彼此靠近,”纽约美国自然历史博物馆的天文学家 杰姬·法赫蒂 说。
在某种程度上,这个特殊的细节使今年的天文奇观更具诗意:上一次木星和土星如此接近是在 1623 年 7 月 16 日,那时伽利略还活着,在他首次使用望远镜发现木星的四颗最大卫星(现在统称为他的名字)后仅仅十多年。然而,伽利略或地球上的任何其他人设法目睹那次大合的可能性很低,因为它的视位置靠近太阳,几乎不可能看到。上一次出现如此接近且可见的大合是在 1226 年 3 月 4 日。“从历史角度来看,那时成吉思汗还在亚洲游荡,”休斯顿莱斯大学的天文学家 帕特里克·哈蒂根 说。
您可以使用双筒望远镜和望远镜详细地观看即将到来的大合,“但最棒的是我们将能够用肉眼观看它,”法赫蒂说。找一个可以观看日落的地点,前方视野开阔,没有树木或建筑物。在夜幕降临后大约一小时左右,首先木星将出现在西方天空,然后是土星,这两个闪亮的点与星星的区别在于它们不闪烁。“即使在光污染的情况下,它们也可能可见——木星非常明亮,”哈蒂根说。
尽管大合将在 12 月 21 日到来,“你应该在此之前每晚都观察木星和土星靠近,”法赫蒂建议道。否则,“就像收看节目的结局,而没有观看之前的所有剧集来了解发生了什么一样。通过观察它们越来越近,你可以感受到天体力学在夜空中的运作方式。”
大合有时会引起科学家们推测它们与重大事件的可能联系。例如,约翰内斯·开普勒调查了伯利恒之星(在马太福音的耶稣诞生故事中引导东方三博士找到基督诞生的星星)是否是大合,他计算出一次大合确实发生在公元前 7 年。“天文学家通常喜欢回顾古代的故事,看看在人们看到的迷人事物背后是否可能存在天文现象,”法赫蒂说。(哈蒂根指出,古代大合 并不是特别近或引人注目的一次。)
在这次大合结束后,观星者不必等待数世纪才能看到下一次如此接近的大合。哈蒂根说,另一次巨行星相隔仅六角分的相会将在 2080 年 3 月 15 日到来。“现在外出观看这次大合的年轻人有可能在 2080 年看到下一次接近的大合,”他说。“这将是世代之间的美好联系,让你思考所有那些在过去见过这些合相的人——以及那些将在未来一瞥它的人。”
总而言之,考虑到现代社会的动荡不定,大合提醒人们如何在数千年的天体周期的恒定性中找到慰藉,法赫蒂说。“我们陷入了人类生命存在于其中的短暂时间里发生的事情,但天文学涵盖的时间范围远不止于此,”她指出。“面对正在发生的一切,你可以在天文时间尺度中找到视角。”