以地球为参考系,金星的运动展现出一种特殊且优美的节律。每8年,金星的的轨迹会画出一个巨大的“五角星”。

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上图是以地球为参考系描绘出的2016-2023年8年间金星运动所形成的轨迹简图——出自Guy Ottewell.

当我们以地球为参考系描绘出金星的运动轨迹时,会惊奇地发现金星的轨迹具有明显的周期和律动,8年后的同一天,金星会再次回到我们天空中的同一位置。实际上这8年所形成的特殊轨迹来自于13个“金星年”——13个金星公转轨道(8x224.8天)[译注:原文应当有误,应该是13x224.8天],正好相当于地球的八年。这个现象其实早已被古代的玛雅人注意到了。今天,许多人是通过“金星大五角”知道这个现象的。所谓的金星大五角——即每八年时间,地球、金星和太阳三个天体会五次位于同一直线,然后,下一个八年同样的轨迹再次复现。

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上面图片中内部的小圈和下面短片中所展现的都是金星的下合点——金星在地球和太阳之间穿过。金星的上合点位于图中外面的弧线上,彼时,金星位于太阳外侧。所以,从宏观上看整体形成的图案就像 Anthony Barreiro 说的:

……一朵拥有五个花瓣的美丽的玫瑰花。

内侧小圈是花蕊,外侧的弧线是花瓣。

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动画中展示的也是这个现象——以地球为参考系下金星的轨道。较小的白点代表金星,大一点的黄色圆点是太阳:当我尝试着以地球为参考系,每个月等间隔标记八次金星的位置,把八年内金星的轨迹描绘出来时,发现非常复杂混乱——即使我没有画出黄道平面和更多其它细节。

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文章开头的图片是一张简化的示意图:虽然是在三维的情况下计算得到的轨道,但是当我们把视角移动到以黄道北极为中心的时候,金星的轨道就变成了平面图。

地球在图片中央;春分点的方向朝向右边,黄色的圆点表示每月月初太阳的位置。

剩下的有韵律的曲线是金星的运行轨道。

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你可能仍然对哪条曲线是金星每年的运行轨迹感到疑惑(在上面的图片中,我分别使用了白色、蓝色、品红和黄色来表示2016、2017、2018、2019年的轨道,2020、2021、2022、2023也是这个顺序),但是无所谓,在那五个方向上,可以很明显地看到金星的五个下合点。

如果你把这五个小圈顺次连结,就会看到一个五角星,这五个小圈就是五角星的五个顶点。

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一个五角星

通过确定它们在金星“真”(日心)轨道上的位置,金星的五个下合点其实各有不同的特征,金星的“真”(日心)轨道是倾斜的,并且略微有点椭圆。

2017年5月25日:位于双鱼座,金星约在太阳北侧8度,距离地球0.28个天文单位(天文学上的长度单位,1个天文单位大约是地球到太阳的平均距离),视直径(通常无法直接看见)60"(角秒)。

2018年10月26日:位于室女座,金星约在太阳南侧6度,距离地球0.26个天文单位,视直径62"(角秒)。

2020年6月3日:位于金牛座,太阳北侧5度,0.29天文单位,视直径58"(角秒)。

2022年7月9日:人马座,太阳北侧5度,0.27天文单位,视直径63"。

2023年8月13日:巨蟹座——狮子座——长蛇座边缘,太阳南侧7度,0.29天文单位,视直径58"。

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最后:在地球参考系下,金星的这种引人注意的有规律的运动曾在丹·布朗的著名小说《达·芬奇密码》中被提及,有时候也称作“金星大五角”。Guy Ottewell的这篇文章给我们提供了优美的图像和深入的解释。

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相关知识

金星(维纳斯)是距离太阳第二近的行星,以罗马神话中爱与美之神维纳斯命名。金星的亮度在夜空中仅次于月亮,因此它能在地面投下物体的影子,在极少的情况下,我们甚至能在大白天肉眼看见它。金星在地球轨道之内,所以它永远都在太阳附近,要么作为昏星出现在西边傍晚的天空,要么作为晨星出现在东方清晨的天空。金星每224.7个地球日绕太阳公转一周,自转周期为243个地球日,是太阳系所有行星中自转最慢的,而且自转方向与其它行星(除天王星外)相反(这意味着,金星上的太阳是西升东落的)。在太阳系的行星中,金星没有任何卫星,这是它和水星唯一的区别。

作者:Guy Ottewell

FY:Astronomical volunteer team

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