海王星冲日丨这颗“笔尖上的发现”的神秘星球

金牛君的世界 2024-09-20 11:39:30

继9月8日的土星之后,本月又有一颗行星要冲日了。天文科普专家介绍,作为太阳系里距离太阳最远的行星,海王星将于21日冲日。冲日,意味着海王星与太阳、地球几乎排成一条直线,此时海王星距离地球相对较近,亮度也达到较高水平,为我们观测它提供了绝佳的机会。

海王星,这颗遥远而神秘的蓝色星球,一直以来都散发着独特的魅力。

天王星的发现和困扰

1781 年,英国天文学家威廉・赫歇尔用自制望远镜偶然发现天王星,这一下子把太阳系的边界扩大了两倍以上。最初他以为是彗星,但后来人们通过计算其轨道,发现它是一颗比土星离太阳更远的新行星,并按照传统以希腊神话中第一代天神乌拉诺斯的名字将其命名为天王星。

然而,天王星被发现后,天文学家对它的观测一直没有中断,但根据牛顿万有引力定律计算出的轨道,与它的实际位置总是有偏差,且随着时间推移,偏差越来越大。

为什么会这样呢?

天文学家们认为,行星在绕太阳运转时,如果仅仅受太阳引力影响,将沿着一个永远不变的椭圆轨道运动,但同时还会受到其他天体引力影响,比如其他行星或自己的卫星,其运动就会不断偏离原来轨道。在考虑了所有已知行星对天王星的影响后,这种偏差依然存在,于是有人猜测可能存在着一颗人们尚未发现的行星,其引力作用使得天王星的轨道产生偏差,而且这颗未知行星一定比天王星离我们更远,亮度也更暗,要在茫茫星海中找到它,犹如大海捞针。

科学的计算

当时英国剑桥大学 23 岁的青年学生亚当斯决心用天体力学定律,把这颗未知行星的轨道计算出来并在天空中找到它。经过几年细致复杂的计算,亚当斯在 1845 年计算出结果,并把数据寄给了英国格林威治天文台的台长,请求他观测并寻找这颗行星,但这位台长并未认真对待。

与此同时,法国青年天文工作者勒维耶也在独立进行着这项工作,他在 1846 年完成了计算,向法国科学院写了一份关于新行星的报告,同时给德国柏林天文台的天文学家伽勒写了一封信,在信中指出这颗未知天体的位置。

伽勒在接到勒维耶的信的当天晚上就把望远镜瞄准了宝瓶座,在勒威耶指出的天区仔细搜索,很快就发现了一颗星图上没有的小星,第二天这颗星在星空的位置明显移动了,它就是勒维耶计算出的新行星。按照传统,这颗新行星以罗马神话中大海之神涅普顿的名字来命名,译成中文就是海王星。

笔尖上的发现

海王星的发现最终证明了牛顿万有引力定律的正确性,它不是由天文学家偶然观测发现的,而是经过理论计算得出结果,再由观测而证实的,因而被称为是 “笔尖上的发现”。

其实,在海王星正式被发现之前,也有一些天文学家曾观测到过它,但当时都没有意识到那是一颗新行星,比如伽利略在 1612 年 12 月 28 日和 1613 年 1 月 27 日观测到了海王星,并在记录中标出了一些与现在已知的海王星在这些日期的位置相符的记录点,但他错误地将海王星误认为是一颗位于木星附近的恒星。

观测时间

今年,海王星冲日发生在9月21日。冲日期间,海王星位于双鱼座,亮度约7.8等。当日,太阳落下后海王星就会在东偏南方升起,日出时在西偏南方落下,几乎整夜可见。由于距离地球非常遥远,海王星看起来的亮度比较暗弱。即使在冲日期间,肉眼也不可见,必须使用天文望远镜才有望观测到它。

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