火星,地球的红色邻居,即将在1月12日迎来与地球在本轮会合周期中的最近距离相遇。这一时刻,公众将有机会目睹近两年以来最大、最亮的火星。据天文数据,当天火星与地球的距离约为0.642个天文单位,换算成实际距离大约是9600万千米,其视星等高达-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的科普专家王科超给出了详细解释。他指出,火星和地球都在围绕太阳公转,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,也就是约780天,这两颗行星会经历一次“最接近”的时刻。然而,由于它们的轨道是椭圆且存在倾角,所以每次会合周期中的最近距离并不相同。
“例如,这次的‘最接近’在历次中并不算很近。”王科超表示,数据显示,在一个会合周期内,火星与地球的“最近距离”通常在0.38到0.67个天文单位之间变化,而火星的视星等则在-2.8到-1.2等之间波动。
每当火星与地球“最接近”的前后一段时间,都是观测火星的绝佳时机。通过高倍率、大口径的天文望远镜,观测者有机会看到火星两极覆盖着白色的极冠,这是由固态二氧化碳组成的。火星的南北半球地貌差异也会导致明暗的不同,为观测者带来丰富的视觉体验。
火星与地球“最接近”的前一段时间,也是向火星发射探测器的“窗口期”。由于火星与地球的最远距离可超过4亿千米,而最近距离则约为5500万千米,因此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。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。
在每个会合周期中,像火星这样的地外行星与地球“最接近”的时刻通常发生在地外行星冲日前后。继1月12日火星与地球“相会”后,1月16日将迎来火星冲日。冲日时,火星与太阳的地心视黄经相差180度,即地球、火星和太阳几乎排成一条直线。如果冲日时火星恰好运行至近日点附近,则称为火星大冲,这是一种更为罕见的天文现象,每15到17年才会发生一次。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”。