夜读|土星的亮度很大程度上取决于光环相对于我们视线的朝向,因为它那辽阔而壮美的光环系统具有很高的反照率

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观测土星

SATURN AND HOW TO OBSERVEIT

星

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仰望星空

观测土星

每当晴朗的夜晚

我总是与望远镜待在一起

形影不离

训练有素的天文爱好者的眼睛

在断断续续的非凡视觉时刻

具有独特的感知能力



土星：基本性质和术语

SATURN AND HOW TO OBSERVEIT

土星的直径是120,600千米，平均距离太阳9.54天文单位（1天文单位 =1.43×109千米，指的是地球的平均日心距离）。它用29.5年完成一次公转。土星的平均朔望周期是378天（连续两次土星合日的时间间隔），因此，这颗行星的一次可见期持续的时间略长于一个地球年。土星每年相对于背景星向东移动约12度，这意味着它在一个星座中停留相当长的时间。土星在近日点和远日点分别与太阳相距9.01天文单位和10.07天文单位，可以算出它的轨道偏心率处于中等水平，数值为0.056。土星的轨道向黄道倾斜2.5度。土星冲日时，距地球最近，约8.0天文单位，并达到最大亮度，亮度为 -0.3mv（其中 mv 表示目视星等），超过了天空中除天狼星和老人星以外的所有星星。尽管如此，因它离太阳较远，其亮度比木星和火星（当火星接近大冲时）都要逊色很多。对地球上的观星者来说，这并不是影响土星亮度的唯一因素。土星的亮度很大程度上还取决于光环相对于我们视线的朝向，因为它那辽阔而壮美的光环系统具有很高的反照率。因此，当土星身披充分张开的光环冲日时，最为明亮。相反，当土星环的正侧面朝向我们时，它冲日的目视星等绝不会超过+0.8mv。土星的邦德反照率[1]是0.33，即土星朝各个方向反射太阳光的占比。它的可见光几何反照率p，在0度相位角（满相）下反射阳光的占比为0.47。土星自转轴与其轨道极之间的夹角，即转轴倾角，是26.7度（地球的是23.5度）。虽然土星的自转轴在太空中几乎保持不变，但是土星的半球面却因转轴倾角随着轨道运动朝向太阳或背离太阳，所以，土星和地球一样也有季节变化。几乎任何望远镜中的土星都非常壮美、迷人。这主要得益于它最著名的特征——精美的光环系统。土星在中等尺寸的望远镜中呈现明显的淡黄色。在冲日点（当土星在天空中与太阳相对时，几乎可以整夜看到它），这个星球达到它最大的赤道角直径19.5角秒。土星随着公转的前行出现季节变化，土星光环也展示出不同的面貌（在地球上观看），这十分夺人眼球。这是因为光环系统正好处于土星的赤道面上，并且土星的北极（或南极）向太阳倾斜又导致了北半球（或南半球）夏季的出现。当土星处于夏季时，光环向太阳和地球上的最佳观测点张开，显露出 26.7度的最大张角，并达到最亮。此时，土星另一侧的半球背离太阳和地球，笼罩在冬季的氛围之中，且大部分区域被穿行在它上面的星环所遮挡。土星环的侧面在春季和秋季正对太阳，朝向我们的视线，有时它会消失一段时间，甚至在大型望远镜中也很难找到它的影子。这段时间是土星一年（土星年）当中，南北半球在望远镜中等量出现的日子。土星因自转明显偏离完美球体，扁度达到 0.108。

[1] 邦德反照率，又称球面反照率，是由美国天文学家乔治·邦德提出，并以他的姓氏命名。它的定义是天体反射入太空的所有电磁辐射和入射的电磁辐射功率比例。——译者注

仰望星空

观测土星



丛书：仰望星空

书名：观测土星

著者：（美国）小朱利叶斯· L. 本顿

译者：李德力

书号：978-7-5426-8607-7

出版：上海三联书店    2024年9月

发行：凤凰壹力

定价：39.8元

分类：科普/天文学

信息：16开/224页/平装裸脊

●每当晴朗的夜晚，我总是与望远镜待在一起，形影不离。

●训练有素的天文爱好者的眼睛，在断断续续的非凡视觉时刻，具有独特的感知能力。

  

【编辑推荐】“仰望星空”系列丛书l  引进自国际知名出版社斯普林格的经典天文观测系列l  众多天文学家和国际天文观测协会成员合力打造的匠心之作l  中国科学院国家天文台研究人员执笔翻译l  丰富的天体理论知识、实用的观测指导，让你的观测更专业l  附有各种实际绘制的观测图，手把手教你学会观测星空
★ 权威作者倾情打造——国际月球和行星观测者协会成员小朱利叶斯· L. 本顿带你展开一场迷人的土星观测之旅。
★ 全面讲述关于土星的知识——让你成为一名合格的土星观测者。★ 面面俱到的土星观测指南——教你使用天文爱好者力所能及的方法、技术、设备来观察土星。★ 书末附有观测协会和讨论小组——帮你了解全新信息并找到天文同好者。★ 装帧精美——平装裸脊，可180°摊开，更便于阅读。 小朱利叶斯·L. 本顿自 1971 年以来一直是国际月球和行星观测者协会星部的主任，他对观测这颗拥有星环的行星的热情洋溢于这本书的字里行间。本书介绍了关于土星的详细背景知识以及有用的望远镜数据，总的来说，它将成为行星研究的坚实基础，对于新手行星观测者非常有价值。——理查德 · 麦克金姆，《天文台》期刊

【作者简介】小朱利叶斯·L. 本顿，国际月球和行星观测者协会土星部成员。在超过 25 年的时间里，他发表了大量关于月球和行星天文学的文章，在使用天文仪器观测月球和行星的技术方法上做出了很大贡献。他的文章发表在《天空和望远镜》《天文学》《英国天文协会杂志》《国际月球和行星观察者协会杂志》《恒星和天空》等刊物上。



【译者简介】李德力，复旦大学理论物理学博士，福建师范大学海峡柔性电子（未来科技）学院（研究院）副教授，从事器件物理与柔性电子器件等方向的研究，翻译作品有《人人能懂的相对论》。


【内容简介】假如把土星仅仅看作一个球体，那么它将是一个缩小版的木星，较小、较暗、较平静。但是，土星拥有宽阔且对称的光环，是唯一一个从地球上很容易看到其壮观环系的行星，无论目视观测还是摄影观测，土星都具有独特的魅力。阅读这本土星观测指南，与作者一起展开一场迷人的土星观测之旅，你将成为一名合格的土星观测者。本书是一本权威的土星观测指南，主要分为两个部分，第一部分回顾了土星及其环系统的形成、结构和相关天文学知识，并提供了一些图像；第二部分详细介绍了观测土星的理论和技术，展示了使用各种望远镜对土星、土星的卫星和土星环系进行观测和成像的方法。

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