本世纪最后的“金星凌日” _金星凌日

在2012年6月6日，许多天文学家与市民都会起个大早以便于在上午能观看到“金星凌日”天文奇观，这也是本世纪最后一次（共两次）金星过境现象。“金星凌日”是指金星轨道平面穿过地球与太阳之间，在特定的时间段内，在地球上的人们可以目睹到金星在太阳盘面上移动的奇观。

【本世纪最后的“金星凌日”】2012年6月5日至6日“金星凌日”中金星穿越太阳盘面路径示意图
上次金星凌日为两组中的第一次凌日，发生于2004年6月8日，每组凌日分两次，相邻两组间隔百年左右，因此下一次“金星凌日”将得到2117年才会发生。为了帮助公众能更好的观看到该天文奇观，英国皇家天文学会已经开通关于“金星凌日”的在线资源，其中包括英国各地的凌日观测带的具体位置信息。

2012年“金星凌日”地球上对应的过境路线
在天文学上，过境现象发生于一个较小的天体从一个较大天体前往通过，虽然地球、太阳和金星每584天就会出现一个轨道重合，粗略地排列在一个方向上，但是地球和金星的公转轨道存在倾斜角，这就意味着这种现象不可能持续太久，金星通常在位于太阳的上方或者下方，因此只有在罕见的情况下，地球、金星以及太阳才会严格排列成一条直线，并持续数个小时。
科学家们通过对金星、地球的公转轨道周期进行计算后发现，“金星凌日”通常发生的时间间隔平均为八十年左右，但是这个数字具有极大的迷惑性，常常产生错误的理解，这是因为“金星凌日”以成双成对的形式出现，即每组凌日有两次，两次之间的间隔为八年，而每组之间需要经过243年才会出现重复。
这个数字是如何得来的呢，比如，1631年12月7日发生了金星凌日，时隔八年之后的1639年12月4日发生了该组中的第二次凌日，但下一次的凌日就不会发生在当年的12月份，而是6月份。于是1761年的金星凌日发生时间为6月6日，该组中第二次凌日为八年后的6月4日，在第三组金星凌日在1874年发生时，时间就又回到12月份，这就完成了一次重复，从1631年至1874年，期间间隔243年，并再往后的凌日事件中重复出现。

金星内部结构示意图
在2004年6月8日的金星凌日事件中，英国地区无法看到完整的凌日奇观，而本次凌日将于6月5日至6日发生，英国地区也仅能在凌日的最后阶观测到。整个凌日阴影区从东亚至大洋洲，太平洋以及北美西北部。下一次的金星凌日要到2117年才会发生，因此本次金星凌日将是大部分人有生之年的最后一次观测机会。在观测金星凌日天文奇观时，不能用眼睛直视太阳，可通过望远镜或者双筒望远镜进行观测，也可以在望远镜前加装专业的光线过滤设备。进行危险的观测活动会导致永久性的失明。

观测金星凌日时最好使用光线过滤眼睛
2012年5日至6日发生的金星凌日，持续时间稍低于七个小时，英国地区过境的时间起于6月5日英国夏令时23:04，世界标准时22:04 。从第一次金星盘面与太阳盘面发生外切到第一次内切的过程将耗时20分钟。然后金星的运行轨迹将在太阳球面北部横越，凌日中点时间为英6月6日英国夏令时02:30，世界标准时01:30 。
金星在经过数个小时横穿太阳北部盘面后，将在英国夏令时05:37于太阳盘面发生第三次相切，也就是第二次内切，接着在英国夏令时05:55，世界标准时04:55，与太阳盘面发生第四次相切，即第二次外切。在地球上观测金星凌日，由于纬度位置的不同，凌日时间将有差别，英国几乎所有的地区只要能看到太阳，都可以欣赏金星凌日奇观，各地时间相差约数秒。图为2004年拍摄的正在观看金星凌日现象的年轻人，使用了光线过滤设备。由查尔斯 · 巴克利（Charles Barclay）提供。

本世纪两次相距八年的金星凌日路径对比图
由于英国地区过境时间起于夜晚，因此过境的大部分时间里都无法观测到凌日现象，只有的凌日快要结束时才能观察到。根据科学家计算，爱丁堡地区6月6日太阳升起时间为04:30，伦敦地区为04:46，贝尔法斯特为04:51，威尔士首府加的夫市为04:58，以上所有时间均为英国夏令时。因此，英国地区的观察条件为只能看到凌日的最后一个小时。在凌日时分，我们可以看到金星以一个昏暗的小圆盘出现，在明亮的太阳光球层背景下，金星的轮廓清晰可见。
由于金星的视盘面的面积为太阳盘面面积的1/32，因此凌日发生时就有大约0.1%的太阳光被阻挡。由于金星是太阳系内轨道的第二颗行星，距离地球有足够的距离，因此正常人的目视能力可以直接看到金星凌日，不需要借助诸如双筒望远镜或者天文望远镜等设备，而如果需要安装光线过滤设备，请不要使用盗版的劣质产品。

金星凌日的瞬间
为了能安全地观看金星凌日现象，遵循的观测规律可参照日食观测手册，只要能用于日食观测的工具都可以用于观看金星凌日，前提是它们没有被损坏，观测时间不宜太长，每次连续观测限于数分钟。当然，如果是专业观测设备，则没有时间限制，也可以将太阳图像投影到屏幕上，对于针孔式的投影而言，不会产生足够清晰的图像，金星会呈现出较模糊的情景。
研究人员建议使用欧盟市场上带有“CE”认证标志的观测工具，只要贴上该标签的产品，表明此产品符合欧盟技术认可，具有有效的安全标准。此外，在购买观测工具是请注意光线滤膜的最佳使用期限。例如，英国地区在1999年发生日全食奇观时售卖的“日全食观测眼睛”就不合适用于本次金星凌日的观测。在使用带有滤膜的眼镜时，应该注意检查表面是否有划痕、穿孔或者镜片安装位置不正确等问题，这些情况足以在你不知觉时降低对眼睛的保护能力。公众可参考英国地区15个最佳观测地点，这些地点都有观测设备以及天文学家进行现场指导和建议。

金星凌日原理示意图
在十八和十九世纪，天文学家解决了金星凌日时间的根本问题，发现了通过凌日时间可以对地球与太阳之间的距离进行准确计算，在天文学上，地球与太阳之间的距离也被称为“天文单位” ，是进行宇宙观测研究的基本参数之一。根据现代天文学测量结果，地球与太阳之间的距离应用值为149,597,870.691千米，约为1.5亿千米，由于地球与太阳之间的距离随着轨道位置的不同存在小差别，因此这个数值也涉及到较为复杂的技术定义。

1639年英国天文学家在日落前观测金星凌日时的情景
在21世纪，我们可以从金星凌日中得到许多科学意义，由于下一次凌日将是百年之后，所以本次凌日将有着很大的教育意义，是科学和世界史上的重要事件。天文学家目前对“凌日法”寻找系外行星有着较大的兴趣，通过观测遥远恒星光线的微弱变化，发现另一个“太阳系”中的外星世界，该方法也是先阶段探索外星生命的重要手段之一。此外，科学家还可以检测来自遥远行星大气的光谱，分析其大气成分，寻找适合生命居住的星球。参与本次观测的空间望远镜有：美日英合作研制的日出（Hinode）太阳观测卫星，即Solar-B空间太阳观测望远镜、哈勃空间望远镜、位于金星轨道上的欧洲空间局“金星快车”探测器、以及一些地面观测站。

腾讯科技讯（Everett/编译）