朋友们好， 　　

　　天文馆“空中课”课！ 　　

　　在肉眼可见的五颗行星中，火星的亮度和大小变化最为显著。在一个运行周期内，火星的亮度可以变化58次(4.4星等)，其大小的变化可以达到7.2次，是行星中最高的(表1)。最亮的时候可以超过一天中第一颗亮星天狼星，最暗的时候不如夏天的三角星，排在30左右。 　　

　　图1 2018年火星表观大小变化示意图。当年7月27日，火星冲向太阳，7月31日，火星距离地球最近，视直径为24.3角秒，但年初和年末只有6角秒左右。来源《天文爱好者》杂志 　　

　　表1行星视直径和亮度的变化。来源《天文爱好者》杂志 　　

　　除了闪烁不定的特性，火星的“轨迹”也是行星中最多变的。这是由火星的交会期决定的(图2)。太阳、地球和一颗行星(或月球)的相对位置循环一周的时间称为“交会期”。对于外行星来说，交会期就是行星连续两次“会聚”或“冲”的时间。火星的会合周期也在行星中排名第一，平均约780天，比排名第二的金星长近200天。从图2中我们可以看到，火星和太阳在冲向太阳时，分别位于地球的两侧。太阳落山，它就升起，太阳升起，它就落下。整晚都能看到。此时离地球更近，更亮，观测条件最好。在太阳冲日前后的这段时间，也就是从东向西(平均200天左右)，火星的观测条件也是不错的。反之，因为整天淹没在太阳光里，所以看不到。合日前后需要半年左右的时间，其与太阳的角距在30度以内，难以观测。总之，在780天的交会期中，火星有200多天容易观测到，但也有近200天踪迹难寻。“忽悠”这个名字名副其实。 　　

　　图2外行星运动示意图。当外行星与太阳位于地球两侧时(行星黄道与太阳相差180)，称为“晒”。当外行星和太阳都在地球的同一侧(行星和太阳有相同的黄道)时，称为“晒”。从组合(看不见)西方之光(午夜升起)奔涌(整夜可见)东方之光(中午升起)到组合，称为一个相遇循环。从东向西期间，行星与太阳的角距比较大，观测条件比较好。来源《天文爱好者》 　　

　　表2行星的平均会合周期。火星最长，水星最短。外行星走得越远，交会期就越接近一年。 　　

　　此外，著名的“火星冲”将发生在火星上，这是行星中唯一的一个。我们知道，行星围绕太阳的轨道都是不同程度的椭圆。当它们做公共转弯时，会稍微靠近太阳一点，此时它们的轨道位置称为近日点；会有一个离太阳最远的点，这个位置叫做远日点。行星的轨道越平，远日点比近日点离太阳越远。火星的轨道偏心率(0.09335825)是系外行星中最大的。它的近日点距离太阳2.07亿公里，远日点距离太阳2.49亿公里，大约是日地距离的1/3！相比之下，地球最近点距离太阳1.471亿公里，远地点距离太阳1.521亿公里。相差只有0.5亿公里左右。如果火星撞上太阳时恰好在近日点附近，那么我们会看到一个几乎离地球最近的火星。此时它又大又亮，是观测它的天赐良机。这是火星快线。火星冲向太阳时，恰好在其轨道的远地点附近，称为“火星冲”。其他行星的轨道偏心率比火星小，距离远，所以大小撞击的区别远没有火星明显。 　　

　　每年8月30日左右，地球都会经过太阳与火星轨道近日点的连线。如果此时火星冲向太阳，将是最佳的火星冲(例如2003年8月27日)，火星的视直径和亮度将达到最大。每年2月25日左右，地球都会经过太阳与火星轨道远地点的连线。如果此时火星冲向太阳，就是典型的火星冲，亮度只有大冲的1/6左右。