演變過程
在太陽系的行星大沖之中,火星大沖是最為典型而壯觀的。火星沖日,就是火星位於日地連線上,並且和地球同位於太陽的一側。火星沖日發生在合後的390天。沖日過後37天,火星停止逆行。沖日前後地球與火星距離達到最近,但是一般不會正好在沖日那天,而是相差一到兩周。火星再經過300多天的可見期後,又重新淹沒在太陽的光輝中,直到下一次合。這個周期大約780個地球日,稱為會合周期。
另外一個預報火星沖日的方法是:火星有15.8年的季節性沖日周期,在這個周期中,有三四次遠日點沖日,以及三次近日點沖日。一般稱這為七個會合周期。相同的周期每隔79年就會重現一次,一般最多相差4到5天。
演變周期
根據火星運行規律,“火星大沖”約15年到17年發生一次。1766年8月、1845年8月、1924年8月、2003年8月和2018年7月的火星大沖,火星的亮度都達到負2.9星等。2003年8月27日的火星大沖前夕,火星與地球的距離成為6萬年來的最短距離,約5575.8萬公里。2018年7月27日的火星大沖,火星距離地球為0.384962個天文單位,約5759萬公里。然而,並非每次火星大沖時火星距離地球都如此近,下一次火星離地球更近則要等到公元2287年8月28日,距離約為5568.6萬公里。
2003年8月29日凌晨2時火星大沖時,火星的亮度為-2.9等,視直徑為25.11角秒。這時,橙紅色的火星將是高懸子夜中天的一顆耀眼“明星”。太陽一落山,它即從東南方向升起。至次日早晨,太陽從地平線上升起時,它才從西邊落下。
2018年7月28日晨,月全食將現身天宇。十餘年一遇的“火星大沖”、本世紀以來歷時最長月全食同時現身天宇,“紅火星”與“紅月亮”邂逅。此次月全食時間長達104分鐘,是18年來時間最長的月全食,也是21世紀以來歷時最長月全食。下一次則要等到2035年9月16日。
產生原理
當太陽、地球、月球三者恰好或幾乎在同一條直線上時(地球在太陽和月球之間),太陽到月球的光線便會部分或完全被地球掩蓋,產生月食,月食只可能發生在農曆十五前後。月全食發生時,月亮會呈現深紅色或紅褐色,這就是人們所說的“紅月亮”或者“血月”。運行軌跡
火星大沖最理想的情況是地球位於遠日點,火星位於近日點,這樣二者距離最小,火星看著最亮。只是地球的遠日點黃經是283度,火星的近日點黃經是336度,這種最理想的情況不存在。不過如果沖發生於這兩點夾角(53度)之間,火地距離比較接近理想最小值,也算是大沖了。地球的公轉周期是365.2564日,火星的公轉周期是687日,二者會合周期是779.9日。假設某次地球與火星會合(沖),再過一個會合周期內地球轉了2.1352圓周,火星轉了1.1352圓周,也就是說下一個會合點(沖)比上一個會合點(沖)前進了0.1352圓周。
火星大沖
火星大沖
0.1352這個數字接近1/7和1/8,可以寫作1/7-0.007657和1/8+0.0102。可以看出,每7個會合周期,會合點後退0.053599圓周,也就是約19.3度。每8個會合周期,會合點前進0.0816個圓周,也就是約29.4度。
火星大沖範圍是黃經283-336度這個53度夾角內,因此如果在黃經336度處發生大沖,那么7個會合周期也就是約15年後的沖點後退19.3度退到了316.7度,在範圍內仍是大沖,同理第二個15年的沖後退19.3度退到了黃經297.4度,仍在範圍內,也是大沖。
再往後的7個會合周期沖點退到了黃經278.1度,退出大沖範圍,8個會合周期也就是約17年沖點前進29.4度,可見不是15年就是17年,沖點總在大沖範圍內,即火星大沖周期是15-17年。