宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

以地球為參考系,金星的運動展現出一種特殊且優美的節律。每8年,金星的的軌跡會畫出一個巨大的“五角星”。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

上圖是以地球為參考系描繪出的2016-2023年8年間金星運動所形成的軌跡簡圖——出自Guy Ottewell.

當我們以地球為參考系描繪出金星的運動軌跡時,會驚奇地發現金星的軌跡具有明顯的週期和律動,8年後的同一天,金星會再次回到我們天空中的同一位置。實際上這8年所形成的特殊軌跡來自於13個“金星年”——13個金星公轉軌道(8x224.8天)[譯註:原文應當有誤,應該是13x224.8天],正好相當於地球的八年。這個現象其實早已被古代的瑪雅人注意到了。今天,許多人是通過“金星大五角”知道這個現象的。所謂的金星大五角——即每八年時間,地球、金星和太陽三個天體會五次位於同一直線,然後,下一個八年同樣的軌跡再次復現。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

上面圖片中內部的小圈和下面短片中所展現的都是金星的下合點——金星在地球和太陽之間穿過。金星的上合點位於圖中外面的弧線上,彼時,金星位於太陽外側。所以,從宏觀上看整體形成的圖案就像 Anthony Barreiro 說的:

……一朵擁有五個花瓣的美麗的玫瑰花。

內側小圈是花蕊,外側的弧線是花瓣。

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動畫中展示的也是這個現象——以地球為參考系下金星的軌道。較小的白點代表金星,大一點的黃色圓點是太陽:當我嘗試著以地球為參考系,每個月等間隔標記八次金星的位置,把八年內金星的軌跡描繪出來時,發現非常複雜混亂——即使我沒有畫出黃道平面和更多其它細節。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

文章開頭的圖片是一張簡化的示意圖:雖然是在三維的情況下計算得到的軌道,但是當我們把視角移動到以黃道北極為中心的時候,金星的軌道就變成了平面圖。

地球在圖片中央;春分點的方向朝向右邊,黃色的圓點表示每月月初太陽的位置。

剩下的有韻律的曲線是金星的運行軌道。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

你可能仍然對哪條曲線是金星每年的運行軌跡感到疑惑(在上面的圖片中,我分別使用了白色、藍色、品紅和黃色來表示2016、2017、2018、2019年的軌道,2020、2021、2022、2023也是這個順序),但是無所謂,在那五個方向上,可以很明顯地看到金星的五個下合點。

如果你把這五個小圈順次連結,就會看到一個五角星,這五個小圈就是五角星的五個頂點。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

一個五角星

通過確定它們在金星“真”(日心)軌道上的位置,金星的五個下合點其實各有不同的特徵,金星的“真”(日心)軌道是傾斜的,並且略微有點橢圓。

2017年5月25日:位於雙魚座,金星約在太陽北側8度,距離地球0.28個天文單位(天文學上的長度單位,1個天文單位大約是地球到太陽的平均距離),視直徑(通常無法直接看見)60"(角秒)。

2018年10月26日:位於室女座,金星約在太陽南側6度,距離地球0.26個天文單位,視直徑62"(角秒)。

2020年6月3日:位於金牛座,太陽北側5度,0.29天文單位,視直徑58"(角秒)。

2022年7月9日:人馬座,太陽北側5度,0.27天文單位,視直徑63"。

2023年8月13日:巨蟹座——獅子座——長蛇座邊緣,太陽南側7度,0.29天文單位,視直徑58"。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

最後:在地球參考系下,金星的這種引人注意的有規律的運動曾在丹·布朗的著名小說《達·芬奇密碼》中被提及,有時候也稱作“金星大五角”。Guy Ottewell的這篇文章給我們提供了優美的圖像和深入的解釋。

宇宙畫家:金星用八年的時間,畫了一朵五瓣玫瑰花

相關知識

金星(維納斯)是距離太陽第二近的行星,以羅馬神話中愛與美之神維納斯命名。金星的亮度在夜空中僅次於月亮,因此它能在地面投下物體的影子,在極少的情況下,我們甚至能在大白天肉眼看見它。金星在地球軌道之內,所以它永遠都在太陽附近,要麼作為昏星出現在西邊傍晚的天空,要麼作為晨星出現在東方清晨的天空。金星每224.7個地球日繞太陽公轉一週,自轉週期為243個地球日,是太陽系所有行星中自轉最慢的,而且自轉方向與其它行星(除天王星外)相反(這意味著,金星上的太陽是西升東落的)。在太陽系的行星中,金星沒有任何衛星,這是它和水星唯一的區別。

作者:Guy Ottewell

FY:Astronomical volunteer team

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