行星及其卫星

——

第一节 行星的运动和位置

实际上，恒星绕着它的中央恒星运转的轨道并不是规整的圆形，而是扁的程度极小的椭圆形。当然，这样的扁度如果单凭借肉眼观察而不测量的话是不能发现的。太阳并没有处在椭圆形轨道的中心，而是在椭圆的一个焦点上，有时焦点与中心的距离单凭肉眼就能看出来，通过这个距离得到的偏心率比轨道扁的程度要大得多。比如与水星轨道扁度0.02相比，它的偏心率就要大得多。假定其轨道长轴为50单位，那么它的短轴就是49单位，在这个比例中，太阳与轨道中心距离可能会达到10。

为了更形象地说明这个现象，我们可以把太阳系天体的轨道图用画纸描绘出来，并在图中尽可能准确地画出轨道的形状与相对的位置（图28）。画好之后，我们略一观察就会发现，这些轨道在某些点上时距离太阳近一些。

尽管提到专业的术语可能让读者对天体科学的兴致产生一些抗拒，不过为了更清楚地理解行星的真实或视在运动，我们可敬的读者不妨多一点耐心，了解一些天文学中的概念。

内行星（inferior planets），指的是水星和金星一样的行星，它们的轨道位于地球轨道以内。

外行星（superior planets），包括火星、小行星以及外层的四大行星，这些行星的轨道在地球轨道之外。

如果在我们看来，一颗行星正经过太阳，并与太阳在同一个方向相并在一起，

那么就叫作与太阳相合。

下合（inferior conjunction），是指行星被夹在太阳与地球之间的合。

上合（superior conjunction），是指太阳处于行星与地球之间的合。显然，外行星一定不会出现下合的情况，不过内行星可能产生下合和上合的情况。

当一颗行星与太阳的方向相反，或者说，是地球处于行星与太阳中间的时候，叫作“冲（opposition）”。此时的行星在日出时落下，日落时升起。当然，作为内行星，是没有冲的。

近日点（perihelion）是轨道离太阳最近的一点。

远日点（aphelion）离太阳最远。

当金星和水星这样的内行星围绕太阳旋转的时候，用肉眼看来，就像是从太阳的一边到另一边。

距角（elongation），就是任何时候内行星到太阳的眼见距离。

因为水星的轨道偏心率大，所以这颗行星的最大距角通常在25°左右。

当金星或者水星位于太阳以东的时候，日落时我们就会看见它位于西天；而在太阳西面的时候，天亮的时候就会发现它在东天。由于这两颗星总是遵循着上述规律，绝对不会偏离太阳过远，因此如果你在黄昏的东天，或是黎明的西天看见两颗行星，它们绝对不会是金星或是水星。

任何两个行星的轨道都不会完全处在同一平面内。也就是说，当我们沿着一个轨道水平望去的时候，没有任何一个轨道与其重合，都是略有

倾斜的。为了方便起见，天文学家把黄道平面（或者地球轨道所在的平面）作为基准参考平面。由于太阳是任一个轨道的中心点，因此这些轨道与地球轨道水平面都会有两个相交的点。换个更为准确的说法：这两点就是行星轨道与黄道平面相交的地方，也叫作“交点（nodes）”。

轨道交角（inclination），指的是轨道和黄道平面的夹角。内行星的轨道交角较大，其中最大的是水星轨道交角，约为7°。金星轨道交角约3°又24分。而外行星的轨道交角从天王星的约46分到土星的2°30分。

行星的间距

除了海王星之外，行星间的距离都是很有规律的，它们密切地吻合提丢斯-波德定律（Bode's law）。这条定律是以天文学家提丢斯和波德的名字命名的，它的内容是：除了海王星，行星的大致距离可以这样估算，取0、3、6、12、24等数，从第2个数往后，后一个数是前一个数的2倍，然后再在各数上加4。

水星0+4=4 实际距离4

金星3+4=7 实际距离7

地球6+4=10 实际距离10

火星12+4=16 实际距离15

小行星24+4=28 实际距离20～40木星48+4=52 实际距离52

土星96+4=100 实际距离95

天王星192+4=196 实际距离192

海王星384+4=388 实际距离301

当然，天文学家并不会用我们常用的距离单位千

米来作为天体距离的单位。这样做的原因有两个：第一，对于两个天体来说，以千米来做距离单位就像用厘米来表达两座城之间的距离，在天体遥远的距离对比下，千米实在