水星凌日

　　水星凌日
　　由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。二者只有两个交点：升交点与降交点。因此，只有水星处于轨道上的这两个交点附近，而日水地三者又恰好排成一条直线时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。
　　2019年有1次水星凌日精彩天象登台表演，但本次水星凌日只有欧洲、非洲、美洲和亚洲西部地区可见，我国不可见。〔1〕
　　中文名
　　水星凌日
　　外文名
　　TransitofMercury
　　性质
　　天文现象
　　已发生
　　2006年11月8日，2016年5月9日〔2〕
　　未发生
　　2032年11月13日，2039年11月7日
　　快速
　　导航
　　如何形成发生过程观察方法观测历史发生时间
　　原理
　　水星凌日〔3〕（TransitofMercury）发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。二者只有两个交点：升交点与降交点。因此，只有水星处于轨道上的这两个交点附近，而日水地三者又恰好排成一条直线时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的。〔4〕
　　水星凌日
　　地球每年5月8日前后经过水星轨道的降交点，每年11月10日前后又经过水星轨道的升交点。所以，水星凌日只能发生在这两个日期的前后。水星凌日发生在5月（降交点）比发生在11月（升交点）少得多。
　　水星是地球的内行星，直径为4878千米。水星绕太阳运行的周期为88天，但是由于水星和地球的公转轨道存在一定的夹角，水星、太阳、地球很少会排列在一条直线上。因此这种水星凌日的天象每世纪只会出现13。4次。
　　水星凌日（TransitofMercury）是一种天文现象。当水星运行至地球和太阳之间，如果三者能够连成直线，便会产生水星凌日现象。观测时会发现一黑色小圆点横向穿过太阳圆面，黑色小圆点就是水星的投影。水星凌日发生在五月初或十一月初，平均每百年出现十三次水星凌日的现象。已发生的水星凌日：2003年5月7日、2006年11月8日、2016年5月9日，2019年11月11日。
　　水星凌日的沙罗周期为46年，即每46年发生6次。这6次水星凌日中有2次发生在5月，有4次发生在11月。两次水星凌日发生的时间间隔为：3。5年，13年，7年，9。5年，3。5年，9。5年。
　　如何形成
　　轨道与角度
　　当水星穿越地球与太阳之间的时候，就叫做水星凌日。由于水星仅88天就绕太阳一周，这种凌日的情形大约每四个月就有一次。但是又由于地球并不是静止不动的，水星要超过地球花的时间实际上比88天要多。
　　水星恰好在地球与太阳之间的位置，叫做低位交汇点。那么我们为什么100年才能看到13次水星凌日呢？主要是因为水星的轨道是倾斜的，并未和地球的轨道在同一个平面上（地球围绕太阳运转的轨道也被成为黄道圈）。水星的轨道与黄道圈倾斜大约7度。在我们看来，这个倾斜度可能不算什么。但是，要知道太阳系是多么浩淼的空间和距离，这就使得水星经常从地球和太阳之间的上方或下方掠过。（太阳和地球之间的距离被成为天文单位A。U。，有149，597，870。3公里）水星如果躲在太阳的后面，和地球又同在一条线上，被成为高位交汇点。同样，水星也不会正好处在太阳的后面，要么从上，要么从下，掠过太阳。利用SOHO卫星就可以观测到这种现象，从上面这个动画，你可以看到水星如何在两周的时间内从右侧运动到左侧。在这个动画当中我们还可以看到几次猛烈的爆炸，那是气体从太阳分离出来。这些图片是用SOHO卫星上的观测仪器LASCO拍摄到的。
　　水星凌日
　　节点
　　那么到底水星凌日何时发生呢？每当水星在低位交汇点靠近黄道圈时，被称为穿越轨道节点。根据水星朝南运动还是朝北运动，分成上升节点和下降节点两种。当水星和地球处于AA位置时，就会发生水星凌日现象。这是，水星穿过下降节点，处于低位交汇点。
　　当两个星球处于BB位置时，从地球上看，水星会从太阳的下面穿越。尽管水星也处于低位交汇点，但是它离黄道圈很远。在上图，我们还可以看到高位交汇点的情况。由于水星处在太阳的后面，就不会发生水星凌日现象，但是水星可以被太阳隐藏。
　　水星凌日
　　人们也会看到金星凌日的现象，但是黄道圈和金星轨道的倾斜角度是323。在5月7日的水星凌日中，水星从黄道圈的北部向南，朝着下降节点运动。这种情形和日全食的情形相同，只不过处于轨道节点的是月亮而已，主要的不同在于月亮围着地球转，而不是太阳。
　　发生过程
　　2003年
　　未来五次5月的水星凌日将发生在2016年5月9日，2049年5月7日，2062年5月11日，2095年5月9日，2108年5月12日。中国如要下次在5月看到水星凌日的全过程，就要等到2108年5月12日。因为其余四次水星凌日都发生在夜间，中国不能看到或不能看到全过程。因此，2003年5月7日的水星凌日，不可错过。错过就要等105年。
　　水星凌日
　　2003年5月7日的水星凌日，凌始在13时13分，水星刚好接触日面；凌甚在15时51分，水星与日面中心相距最近，凌终在18时30分，水星恰好脱离日面。全程历时5小时17分钟。这天，广州日落为18时57分。所以，广州可观测到水星凌日的全过程。观测者应选择东面开阔的地点，还需天气晴朗。这次水星凌日在中国东部观测比中西部有利，但即使东部也只能观测到水星凌日的下半场演出。
　　2003年水星凌日有三大特点：一、水星距离地球只有8415万千米，比发生在11月的水星凌日近1737万千米。二、水星视直径为12角秒，比发生在11月的水星凌日大五分之一。三、视直径，水星与太阳相比，为1比158；而11月的水星凌日，为1比193。因此，无论是观察还是拍摄水星凌日，2003年都是不可多得的良机。〔5〕
　　2006年
　　2006年11月8日左右水星穿越内合（inferiorconjunction），内合是指水星位于太阳和地球之间的一个点。通常情况下，我们在内合期间看不到这颗距离阳最近的行星。但这一次，水星穿越将会产生令人惊叹的天文现象：当水星的轮廓缓缓移过太阳盘面时，我们用小型望远镜便能看到此次天文奇观。天文学家将这种天文事件称为是凌日。
　　凌日是相当罕见的天文奇观。我们从地球上只能看到金星和水星凌日。这是水星在21世纪第二次上演凌日奇观。本世纪水星将14次穿越太阳盘面。从北美西海岸（包括阿拉斯加州中部和南部）、夏威夷、新西兰到澳大利亚东海岸，都可以清楚地看到此次水星凌日全过程。澳大利亚和新西兰的天文爱好者可以在2006年11月9日清晨看到这一奇观。
　　在美国，从爱达荷州北部到德克萨斯州最西端沿线以东地区的居民能看到水星凌日的开始阶段，但在水星移出太阳盘面前，日落将干扰他们观看凌日的视线。水星的小盘面将于美国东部时间下午2时12分（太平洋时间上午11时12分）开始向太阳盘面移动，两分钟后将完全遮住太阳盘面。届时，我们将会看到水星化作一个小黑点，在太阳左下方缓缓移动，黑点相当于太阳直径的1194。随后，水星便会到达太阳盘面的右侧（西边）。接着，从太平洋标准时间下午4时零8分开始，水星将会用时两分钟完全移出太阳盘面。在凌日结束前太阳落山的东部地区，最佳观测地点应该是正西方以南地平线偏低的地区。另外，切记提前一两天检查太阳落山地点，以避免树木和建筑届时挡住视线。
　　2016年
　　2016年5月9日，我们迎来了一个重大的天象事件水星凌日。地球上的人就能日面上观察到一个缓慢移动的小黑点，整个过程持续7个半小时的时间。〔6〕
　　据广东天文学会2016年5月5日透露，2016年5月9日将出现罕见的水星凌日天象，时间长达7个多小时，时间长度从19时12分至次日2时42分。在巴西、委内瑞拉、古巴、美国东部、英国、法国、葡萄牙和西班牙等国家和地区，都可观测到水星凌日的全过程（凌始至凌终）。
　　在中国，乌鲁木齐、北京、拉萨、南宁、昆明和贵阳等地区也可观测到水星凌日，而广州、上海、香港、台北等地区则无法观测到。乌鲁木齐可连续观测和拍摄两个多小时。
　　据了解，由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。两者只有两个交点：升交点与降交点。因此，只有水星处于轨道上的这两个交点附近，而太阳、水星、地球三者又恰好排成一条直线时，在地球上则可观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。水星凌日平均100年才出现13。4次。上一次水星凌日出现在2006年11月9日，下一次将出现在2019年11月11日。这次水星凌日发生在5月，水星视直径最大，比发生在11月的水星凌日的水星视直径多2角秒。水星凌日在5月出现十分罕见，上一次出现在2003年5月7日，下一次将出现在2049年5月7日。〔7〕
　　2019年
　　2019年11月11日有1次水星凌日精彩天象登台表演，但本次水星凌日只有欧洲、非洲、美洲和亚洲西部地区可见，我国不可见。〔1〕
　　观察方法
　　观察水星凌日必须借助望远镜。它与观察太阳黑子的方法相似。通常有两种方法：一是投影法。通过望远镜，把太阳投影到一张白纸上进行观察。二是目视法。在望远镜的物镜（前方）装上滤光镜，再进行观察。
　　水星凌日
　　如何选购双筒望远镜？一是口径（物镜）越大越好，物镜（前镜）直径70毫米的较理想；二是选购多层镀膜的物镜，通常镀绿膜、蓝膜的较好，镀红膜的最差。需要着重指出的是，观察水星凌日，千万不能用肉眼直接看太阳，要注意保护眼睛。
　　观测历史
　　在人类历史上，第一次预告水星凌日是行星运动三大定律的发现者，德国天文学家开普勒（1571至1630年）。他在1629年预言：1631年11月7日将发生稀奇天象水星凌日。当日，法国天文学家加桑迪在巴黎亲眼目睹到有个小黑点（水星）在日面上由东向西徐徐移动。从1631年至2003年，共出现50次水星凌日，其中，发生在11月的有35次，发生在5月的仅有15次。
　　在望远镜发明之前，水星凌日是无法观看的。法国天文学家皮耳伽桑狄于1631年首次发现这一现象，他的观测结果随后被证明可以用于测量太阳系之间的大尺度距离，包括日地距离等。
　　在水星凌日发生时，我们可以看到水星像一个小黑点一样从太阳表面慢慢爬过。想要观看水星凌日必须注意要在望远镜上安装防太阳辐射镜，或者将观测图像传至显示屏上观看，否则会对视力会造成严重伤害。在此次水星凌日过程中，夏威夷大学天文学院将观测水星稀薄大气中的钠含量。此外，来自日本、美国、欧洲等国家的多个航天器将进行全程追踪。
　　人类历史上唯一一次向水星发射飞船是在1974至1975年。美国的水星信使号探测器在2009年抵达了水星。
　　发生时间
　　注：表中的时间为北京时间，E为我国东部可见，W为我国西部可见，加粗为全国可见。〔8〕
　　日期
　　凌始外切
　　凌始内切
　　凌甚
　　凌终内切
　　凌终外切
　　最小日心距（角秒）
　　赤纬（度）沙罗周期
　　2016May09
　　19：12（W）
　　19：15（W）
　　22：57
　　02：39
　　02：42
　　318。5
　　17。587
　　2019Nov11
　　20：35
　　20：37
　　23：20
　　02：02
　　02：04
　　75。9
　　17。456
　　2032Nov13
　　14：41
　　14：43
　　16：54
　　19：05（W）
　　19：07（W）
　　572。1
　　18。144
　　2039Nov07
　　15：17
　　15：21
　　16：46
　　18：12（W）
　　18：15（W）
　　822。3
　　16。2710
　　2049May07
　　19：03（W）
　　19：07（W）
　　22：24
　　01：41
　　01：44
　　511。8
　　17。049
　　2052Nov10
　　07：53（E）
　　07：55（E）
　　10：29
　　13：04
　　13：06
　　318。7
　　17。028
　　2062May11
　　02：16
　　02：20
　　05：36（E）
　　08：53
　　08：57
　　520。5
　　17。887
　　2065Nov12
　　01：24
　　01：26
　　04：06
　　06：46（E）
　　06：48（E）
　　180。7
　　17。736
　　2078Nov14
　　19：42
　　19：44
　　21：41
　　23：37
　　23：39
　　674。3
　　18。414
　　2085Nov07
　　19：42
　　19：45
　　21：34
　　23：24
　　23：26
　　718。5
　　16。5810
　　2095May09
　　01：20
　　01：24
　　05：05（E）
　　08：47
　　08：50
　　309。8
　　17。359
　　2098Nov10
　　12：35
　　12：37
　　15：16