6月6日将能观赏极其罕见天象金星凌日

　　观测金星凌日的历史及科学意义

　　有记载的人类历史上第一个用肉眼观察金星凌日的人是古代阿拉伯自然科学家兼哲学家法拉比（870年~950年），他在一张羊皮纸上写道：“我看见了金星，它像太阳面庞上的一粒胎痣。”从他所处的时代来看，法拉比目睹到这次金星凌日发生在公元910年11月24日。

　　英国天文学家霍罗克斯正在通过望远镜观察1639年的金星凌日，他和好友克拉布特里是世界上第一个用天文望远镜观察金星凌日的人。
 

　　1768年到1771年，英国著名航海家库克来到南太平洋测绘了新西兰和澳大利亚海岸，并进行了金星凌日的观测。

　　德国天文学家开普勒（1571年~1630年）是历史上第一个预告金星凌日的人。他在1629年出版的《稀奇的1631年天象》一书中写道：1631年12月7日将发生金星凌日。

　　世界上第一个用天文望远镜观察金星凌日的是英国天文学家霍罗克斯（1619年~1641年）和克拉布特里。他们在1639年12月4日用望远镜观察到了那天发生的金星凌日。

　　俄国科学家罗蒙诺索夫（1711年~1765年）在观察1761年6月6日发生的金星凌日时，发现金星在进入太阳边缘时阳光产生奇特现象，从而推断金星有大气存在。这是人类首次发现其它行星上的大气。

　　英国天文学家哈雷（1656年~1742年）发现观测金星凌日能测定地球到太阳的距离。他曾提出过一种精确测定太阳视差的理想方法。但是以后的金星凌日必须等待到1761年和1769年才会发生。哈雷知道他此生将无缘参与其事，但是希望后人按他给出的方法去测定地球到太阳的距离。

　　在1761年和1769年的这两次凌日发生之前，许多天文学家便作了准备，并且派出不少远征队到世界各地去。由1761年的凌日得到的结果从7.5角秒到10.5角秒都有，弥散度很大，所以天文学家们期待着1769年的凌日观测能得到更好的数值。

　　1768年到1771年，英国著名航海家库克（1728年~1779年）首航来到南太平洋，测绘了新西兰和澳大利亚海岸。不过，他还有另一项重要的任务。英国皇家学会委托他在南半球与北半球的天文学家们同时进行金星凌日的观测。1769年6月3日，这一天天气十分晴朗，库克在塔希提（太平洋中南部澳大利亚东面向风群岛中最大的岛屿，现为法国属地）观测了金星凌日的全过程。其他的天文学家在美洲的下加利福尼亚、休斯顿和欧洲北部的挪威观测到了这次天文事件。法国天文学家拉朗德（1732年~1807年）集中了他们的所有结果，算出太阳距离地球1.33亿千米，这个结果比现代值1.496亿千米稍小。后来，法国天文学家潘格雷（1711年~1796年）分析了当时的全部资料，于1775年算出了太阳视差相当接近于8.8角秒。现在看来这是一个相当精确的数值，可惜当时没有引起人们的注意。

　　在这两次金星凌日的观测热潮中，最不走运的要数法国天文学家勒让蒂了。他于1760年出发前往法属印度的庞地谢里。他在旅途的船上冥思苦想解决问题的方法，得到的结论却毫无科学价值，所以他决定继续留在当地，等待1769年的那次凌日，但凌日那天却恰逢乌云遮蔽天空，不能观测。不久后他回到法国，却发现财产已被他人分割，职位也已被他人占据了。

　　德国天文学家恩克（Encke）于19世纪初深入探讨了前人的太阳视差测量结果后，在1824年公布的结果是8.57角秒，地球距离太阳1.53亿千米。这个数值在19世纪上半叶被天文学界公认。1865年，美国天文学家纽康（1835年~1909年）将当时可用的数据综合讨论后，求得的数值是8.85角秒。

　　在1874年与1882年又先后发生了两次金星凌日。许多国家的天文学家作了大量准备工作，希望由观测求得更好的数值。可是由于观测上的困难，引入了严重的误差。天文学家由前一次观测求得的太阳视差值在8.76角秒与8.91角秒之间；由后一次求得的数值在8.80角秒与8.85角秒之间。纽康重新综合前两世纪的4次金星凌日，于1895年又重新得出了一个太阳视差的结果：8.797角秒。这是一个相当精确的数值（今值为8.7941角秒，相当于1.49597870亿千米）。到了20世纪，由于人们已经有了更加精确的方法，利用金星凌日求太阳视差的方法就被彻底放弃了。

　　今日金星凌日观测

金星凌日时的黑滴效应

　　从以上金星凌日的周期可看出，任何一人，一生中最多只可看到两次金星凌日，少的一次也看不到。今年6月6日的这一次金星凌日，实在是难得的天赐良机。在我国的大部分地区，只要天气晴朗，都能看到凌日的全过程。我们是不是该抓住时机，一饱眼福呢？

　　若想用肉眼去直接看清凌日时的金星是极其困难的。下合时的金星，尽管角直径最大，但也只有30角秒左右，人眼很难分辨，所以要准备用望远镜观测。利用望远镜观测凌日现象时，一定要注意安全，保护眼睛不被强烈的阳光灼伤。为此，可以采用在望远镜前端加装合适的滤光镜或滤光膜的方法，但使用前应仔细检查膜层是否完好，是否有小孔等瑕疵，或者采用投影的方法来观测。无论采取什么样的方法观测，都不要长时间地凝视太阳，必须经常让眼睛休息片刻。

　　金星凌日过程与日全食类似，也分5个阶段，即凌始外切、凌始内切（入凌时的外切和内切）、凌甚、凌终内切、凌终外切（出凌时的内切和外切）。金星在进入太阳圆面之前，是看不到的，而凌终外切之后金星也依然看不到。观测时，除了凌甚不能直接观测到外，要准确记录金星圆面与太阳圆面4次相切的时刻，还应关注并记录金星在日面上运行的路径。为了精确测定这些相切的时刻，应当适当提高望远镜的倍率，比如用100倍~150倍。事先要查找到预报中凌始外切点在日面上的方位角，调整望远镜指向切点方向，开动转仪钟，注视视场中太阳圆面上预报的切点位置，等待金星黑色圆面的出现。

　　金星在入凌和出凌时会遭遇“黑滴效应”。当金星边缘与太阳边缘即将相碰而尚未真正接触，或金星边缘与太阳边缘刚刚分开实际已经脱离的时候，观测者会发现有间断的阴影把两个天体的边缘连接在一起。我们可以做个简便的小实验来体验这种效应。请你对着亮光，将两根手指逐渐靠拢，在它们靠得很近时，尽管你还没有感觉到手指已经接触，但却看到两根手指之间的狭窄缝隙中已经有阴影把它们连接了起来，就像是手指间有水滴一样，这就是所谓的黑滴效应。黑滴效应是影响对入凌和出凌时的4次相切记时精度的重要因素。

　　在入凌和出凌阶段，人们还会看到在金星视面的周边环绕着一圈很细的光环，特别是此刻金星露在日面外的黑暗背景中的那部分圆边，恰被包在该圈光环中，这些都直接证明金星上存在大气层。光环是金星大气层顶反射和散射阳光形成的。采用滤光镜观测与用投影方法观测相比，可以更清楚地看到光环。观测者观测光环时，可以关注下列有趣现象，如光环大小的变化，亮度是否均匀，在太阳视面背景下能否看到它等等。

　　许多爱好者希望在凌日期间拍摄照片和录像。拍摄凌日主要有三个项目：拍摄凌日特写、凌日过程和黑滴现象。拍摄凌日特写，望远镜的焦比应当能允许同时拍下金星、黑子和太阳的部分边缘。视场不必覆盖整条凌日路线，但要捕捉金星与黑子擦身而过的过程。拍摄凌日过程，一般要经历数小时，所以事先必须规划好，比如每隔10分钟或15分钟拍摄一张照片等。记录整个凌日过程，把所拍的照片拼合起来，就可以得到一张金星凌日的路径图。如果能准确捕捉四个相切时刻，就能拍下黑滴现象。拍摄黑滴现象时，使用网络摄像头最合适。在拍摄期间，应该用挡光物遮蔽数码相机或CCD及摄像头，以防温度上升过高而增大噪声甚至损坏设备。