6月6日將能觀賞極其罕見天象金星凌日

　　觀測金星凌日的歷史及科學(xué)意義

　　有記載的人類歷史上第一個用肉眼觀察金星凌日的人是古代阿拉伯自然科學(xué)家兼哲學(xué)家法拉比（870年~950年），他在一張羊皮紙上寫道：“我看見了金星，它像太陽面龐上的一粒胎痣。”從他所處的時代來看，法拉比目睹到這次金星凌日發(fā)生在公元910年11月24日。

　　英國天文學(xué)家霍羅克斯正在通過望遠(yuǎn)鏡觀察1639年的金星凌日，他和好友克拉布特里是世界上第一個用天文望遠(yuǎn)鏡觀察金星凌日的人。
 

　　1768年到1771年，英國著名航海家?guī)炜藖淼侥咸窖鬁y繪了新西蘭和澳大利亞海岸，并進(jìn)行了金星凌日的觀測。

　　德國天文學(xué)家開普勒（1571年~1630年）是歷史上第一個預(yù)告金星凌日的人。他在1629年出版的《稀奇的1631年天象》一書中寫道：1631年12月7日將發(fā)生金星凌日。

　　世界上第一個用天文望遠(yuǎn)鏡觀察金星凌日的是英國天文學(xué)家霍羅克斯（1619年~1641年）和克拉布特里。他們在1639年12月4日用望遠(yuǎn)鏡觀察到了那天發(fā)生的金星凌日。

　　俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫（1711年~1765年）在觀察1761年6月6日發(fā)生的金星凌日時，發(fā)現(xiàn)金星在進(jìn)入太陽邊緣時陽光產(chǎn)生奇特現(xiàn)象，從而推斷金星有大氣存在。這是人類首次發(fā)現(xiàn)其它行星上的大氣。

　　英國天文學(xué)家哈雷（1656年~1742年）發(fā)現(xiàn)觀測金星凌日能測定地球到太陽的距離。他曾提出過一種精確測定太陽視差的理想方法。但是以后的金星凌日必須等待到1761年和1769年才會發(fā)生。哈雷知道他此生將無緣參與其事，但是希望后人按他給出的方法去測定地球到太陽的距離。

　　在1761年和1769年的這兩次凌日發(fā)生之前，許多天文學(xué)家便作了準(zhǔn)備，并且派出不少遠(yuǎn)征隊(duì)到世界各地去。由1761年的凌日得到的結(jié)果從7.5角秒到10.5角秒都有，彌散度很大，所以天文學(xué)家們期待著1769年的凌日觀測能得到更好的數(shù)值。

　　1768年到1771年，英國著名航海家?guī)炜耍?728年~1779年）首航來到南太平洋，測繪了新西蘭和澳大利亞海岸。不過，他還有另一項(xiàng)重要的任務(wù)。英國皇家學(xué)會委托他在南半球與北半球的天文學(xué)家們同時進(jìn)行金星凌日的觀測。1769年6月3日，這一天天氣十分晴朗，庫克在塔希提（太平洋中南部澳大利亞東面向風(fēng)群島中最大的島嶼，現(xiàn)為法國屬地）觀測了金星凌日的全過程。其他的天文學(xué)家在美洲的下加利福尼亞、休斯頓和歐洲北部的挪威觀測到了這次天文事件。法國天文學(xué)家拉朗德（1732年~1807年）集中了他們的所有結(jié)果，算出太陽距離地球1.33億千米，這個結(jié)果比現(xiàn)代值1.496億千米稍小。后來，法國天文學(xué)家潘格雷（1711年~1796年）分析了當(dāng)時的全部資料，于1775年算出了太陽視差相當(dāng)接近于8.8角秒?，F(xiàn)在看來這是一個相當(dāng)精確的數(shù)值，可惜當(dāng)時沒有引起人們的注意。

　　在這兩次金星凌日的觀測熱潮中，最不走運(yùn)的要數(shù)法國天文學(xué)家勒讓蒂了。他于1760年出發(fā)前往法屬印度的龐地謝里。他在旅途的船上冥思苦想解決問題的方法，得到的結(jié)論卻毫無科學(xué)價值，所以他決定繼續(xù)留在當(dāng)?shù)?，等?769年的那次凌日，但凌日那天卻恰逢烏云遮蔽天空，不能觀測。不久后他回到法國，卻發(fā)現(xiàn)財(cái)產(chǎn)已被他人分割，職位也已被他人占據(jù)了。

　　德國天文學(xué)家恩克（Encke）于19世紀(jì)初深入探討了前人的太陽視差測量結(jié)果后，在1824年公布的結(jié)果是8.57角秒，地球距離太陽1.53億千米。這個數(shù)值在19世紀(jì)上半葉被天文學(xué)界公認(rèn)。1865年，美國天文學(xué)家紐康（1835年~1909年）將當(dāng)時可用的數(shù)據(jù)綜合討論后，求得的數(shù)值是8.85角秒。

　　在1874年與1882年又先后發(fā)生了兩次金星凌日。許多國家的天文學(xué)家作了大量準(zhǔn)備工作，希望由觀測求得更好的數(shù)值。可是由于觀測上的困難，引入了嚴(yán)重的誤差。天文學(xué)家由前一次觀測求得的太陽視差值在8.76角秒與8.91角秒之間；由后一次求得的數(shù)值在8.80角秒與8.85角秒之間。紐康重新綜合前兩世紀(jì)的4次金星凌日，于1895年又重新得出了一個太陽視差的結(jié)果：8.797角秒。這是一個相當(dāng)精確的數(shù)值（今值為8.7941角秒，相當(dāng)于1.49597870億千米）。到了20世紀(jì)，由于人們已經(jīng)有了更加精確的方法，利用金星凌日求太陽視差的方法就被徹底放棄了。

　　今日金星凌日觀測

金星凌日時的黑滴效應(yīng)

　　從以上金星凌日的周期可看出，任何一人，一生中最多只可看到兩次金星凌日，少的一次也看不到。今年6月6日的這一次金星凌日，實(shí)在是難得的天賜良機(jī)。在我國的大部分地區(qū)，只要天氣晴朗，都能看到凌日的全過程。我們是不是該抓住時機(jī)，一飽眼福呢？

　　若想用肉眼去直接看清凌日時的金星是極其困難的。下合時的金星，盡管角直徑最大，但也只有30角秒左右，人眼很難分辨，所以要準(zhǔn)備用望遠(yuǎn)鏡觀測。利用望遠(yuǎn)鏡觀測凌日現(xiàn)象時，一定要注意安全，保護(hù)眼睛不被強(qiáng)烈的陽光灼傷。為此，可以采用在望遠(yuǎn)鏡前端加裝合適的濾光鏡或?yàn)V光膜的方法，但使用前應(yīng)仔細(xì)檢查膜層是否完好，是否有小孔等瑕疵，或者采用投影的方法來觀測。無論采取什么樣的方法觀測，都不要長時間地凝視太陽，必須經(jīng)常讓眼睛休息片刻。

　　金星凌日過程與日全食類似，也分5個階段，即凌始外切、凌始內(nèi)切（入凌時的外切和內(nèi)切）、凌甚、凌終內(nèi)切、凌終外切（出凌時的內(nèi)切和外切）。金星在進(jìn)入太陽圓面之前，是看不到的，而凌終外切之后金星也依然看不到。觀測時，除了凌甚不能直接觀測到外，要準(zhǔn)確記錄金星圓面與太陽圓面4次相切的時刻，還應(yīng)關(guān)注并記錄金星在日面上運(yùn)行的路徑。為了精確測定這些相切的時刻，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高望遠(yuǎn)鏡的倍率，比如用100倍~150倍。事先要查找到預(yù)報中凌始外切點(diǎn)在日面上的方位角，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡指向切點(diǎn)方向，開動轉(zhuǎn)儀鐘，注視視場中太陽圓面上預(yù)報的切點(diǎn)位置，等待金星黑色圓面的出現(xiàn)。

　　金星在入凌和出凌時會遭遇“黑滴效應(yīng)”。當(dāng)金星邊緣與太陽邊緣即將相碰而尚未真正接觸，或金星邊緣與太陽邊緣剛剛分開實(shí)際已經(jīng)脫離的時候，觀測者會發(fā)現(xiàn)有間斷的陰影把兩個天體的邊緣連接在一起。我們可以做個簡便的小實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)這種效應(yīng)。請你對著亮光，將兩根手指逐漸靠攏，在它們靠得很近時，盡管你還沒有感覺到手指已經(jīng)接觸，但卻看到兩根手指之間的狹窄縫隙中已經(jīng)有陰影把它們連接了起來，就像是手指間有水滴一樣，這就是所謂的黑滴效應(yīng)。黑滴效應(yīng)是影響對入凌和出凌時的4次相切記時精度的重要因素。

　　在入凌和出凌階段，人們還會看到在金星視面的周邊環(huán)繞著一圈很細(xì)的光環(huán)，特別是此刻金星露在日面外的黑暗背景中的那部分圓邊，恰被包在該圈光環(huán)中，這些都直接證明金星上存在大氣層。光環(huán)是金星大氣層頂反射和散射陽光形成的。采用濾光鏡觀測與用投影方法觀測相比，可以更清楚地看到光環(huán)。觀測者觀測光環(huán)時，可以關(guān)注下列有趣現(xiàn)象，如光環(huán)大小的變化，亮度是否均勻，在太陽視面背景下能否看到它等等。

　　許多愛好者希望在凌日期間拍攝照片和錄像。拍攝凌日主要有三個項(xiàng)目：拍攝凌日特寫、凌日過程和黑滴現(xiàn)象。拍攝凌日特寫，望遠(yuǎn)鏡的焦比應(yīng)當(dāng)能允許同時拍下金星、黑子和太陽的部分邊緣。視場不必覆蓋整條凌日路線，但要捕捉金星與黑子擦身而過的過程。拍攝凌日過程，一般要經(jīng)歷數(shù)小時，所以事先必須規(guī)劃好，比如每隔10分鐘或15分鐘拍攝一張照片等。記錄整個凌日過程，把所拍的照片拼合起來，就可以得到一張金星凌日的路徑圖。如果能準(zhǔn)確捕捉四個相切時刻，就能拍下黑滴現(xiàn)象。拍攝黑滴現(xiàn)象時，使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭最合適。在拍攝期間，應(yīng)該用擋光物遮蔽數(shù)碼相機(jī)或CCD及攝像頭，以防溫度上升過高而增大噪聲甚至損壞設(shè)備。