天之星天文论坛(大陆著名天文论坛)

标题: 百万年火星冲日的有趣事件 [打印本页]

作者: 零度星系    时间: 2018-7-23 18:59
标题: 百万年火星冲日的有趣事件


2003年8月27日火星大冲时火星离地球非常接近,那么在这之前更为接近的时间在什么时候?答: -57616年9月12日 (公元前57617年),近6万年前!!
SOLEX软件对火星冲日的百万年极值预测
2003年8月27日,火星的“大冲”使得这颗红色行星比过去6万年来更为接近地球。
虽然这个事件除了纯粹的好奇心之外没有任何特别的意义,但是积分软件SOLEX可以很好的计算出来,这是一个很牛的展示。
SOLEX软件可以进行太阳系天体运行轨道长时间的积分计算,如在一个1700兆赫,奔腾4的笔记本电脑上。计算内容包括月亮(天然卫星)和三个主要小行星的系统集成,需要大约1分钟/千年的速度,这意味着软件通过运行一周,程序可以计算350万年时间间隔的一切天文事件。
Solex软件可以计算出一切不可思议的事件(计算不到1小时的时间),地球最接近火星的大冲发生在儒略历-57616年(TDT)9月12日(57617 BC或59615.267儒略历前J2000.0),地球距离火星约为5571.8万公里,而2003年的火星大冲为5575.8万公里。
这个计算结果可靠吗?令人惊讶的是,是的,它非常可靠。对于内行星来说,轨道运行不确定性的主要来源是由小行星引起扰动的不完全建模。考虑到三个主要小行星的质量大约大于所有残存的小行星质量,如果使用不考虑三个主要小行星的模型来重复积分计算的话,则与先前的结果有点差异。
在不考虑谷神星、婚神星和灶神星的情况下进行相同的计算,发现接近的相同日期,只差不到一小时而已,且在相同的最小距离5571.8万公里(实际上,距离的差异仅为480公里)上。
图1
图1是由SOLEX软件计算的在过去与未来1000个世纪(正负10万年)的时间跨度内的火星与地球最为接近的变化图,这是由ASCII文件构建的。我们可以看出黑色区域最下边界的为最为接近的时期,同时它也反映了一个长周期性变化的火星离心率,具有约95000年的时间周期。随着火星的离心率增大,它的近日点变得更接近于太阳,距离地球的最小距离也随之变小。
图2
图2的计算相同,但在时间跨度上增加了20多倍(±200万年,来自J2000)。要注意的是,在未来的19000年内,也就是未来的126.6百万年到128.5百万年之间,火星永远不会接近7500万公里。在过去400万年的整个时间跨度上的绝对最小距离是:5366万公里,发生在J2000.0之前的儒略历80955.936年;未来的最小距离是:5364.1万公里,发生在J2000.0之后的儒略历292851.721年。
图3
图3,这是火星的离心率,550万年的时间跨度变化图,以目前的时代为中心(J2000)。该数据在1700 MHz的笔记本电脑机器上总共花费了四天时间才计算出全部结果。这个数字表明,有一个时间,大约在135万年前,火星的轨道几乎是圆形的(E=0.002)。
火星冲日, 1995年- 2037年列表
法国Thiviers天文俱乐部对于火星冲日极值的预测
在2003年8月27日星期三,格林威治标准时间09时51分14秒(巴黎时间11:51),地球和火星的距离与公元前59618年差不多。这两颗行星的距离仅为5575.8万公里,而“红色行星”有时距地球远到4亿多公里。2003年以后两颗行星如此近的要等到2287年8月28日了。 但下一个最大的最小值将仅发生在未来的23 695年和292 851年(最小值)!
未来显着的火星大冲:(由 ASD / IMCCE计算,巴黎天文台)
未来的一些极值,RDV国际天文台观察所:
IMCCE,巴黎天文台计算
火星冲日时,火星与地球的距离:
如果地球和火星的轨道是圆形的而且也是共平面的话,那么冲日时的地球与 火星之间的距离将是恒定不变的,并且这个距离值将等于它们的半长轴数值之差,即dmin~1.524-1.000 = 0.524AU(这是个天文单位,约1.5亿公里)。
但事实并非如此,这种不同的距离会因冲时而异。这是由于火星的离心率占了主导的地位,因此在火星近日点附近(太阳 - 火星距离最小)可以获得最小距离。
图1:1980年至2003年间火星冲日事件(火星冲附近的最小地球 - 火星距离。)
地球与火星之间的最近距离时刻的火星大冲:
大冲每隔大约15年才发生一次,但只有当两个行星在冲时非常接近这个最佳位置时,才能通过这种大冲达到两个轨道之间的最小几何距离。
图2:大冲时附件的最小地球 - 火星距离,
从2000年1月1日起12时(J2000)的±300年内的变化值(红色圆圈)。
绿色曲线是地球和火星轨道之间的最小距离
(因此最小距离进入两个椭圆)。
地球 - 火星距离的演变超过100万年事件:
由于其他行星的扰动,地球和火星的轨道会在时间上缓慢变化,且在其平面和空间中也会缓慢地变化。因此,由于两个轨道的参数值演化,所以导致最小的地球 - 火星距离也会变化。实际上,当火星的离心率最大时,距离会最小。正如我们上面所看到的那样,两条轨道的最小距离并不总是与火星冲日事件一致,但可以这样认为这个最小值大致延伸到了100年以上(见图2)。 因此,在很长的时间内,可以满足于计算两个轨道之间的最小距离,从而可以计算出(几乎)这些最小值的火星大冲的日期(如下图3)。
图3 :地球和火星两个轨道之间的最小距离(D_TM)
自J2000起,从-500万到500万年,以百万公里为单位。
一些有趣的火星冲日极值日期:
在当前日期的几千年里,最小的地球 - 火星距离减少了(图3)。 因此它在过去更大,并且将来会更小。但是这种最小距离与冲日时刻的时间较长。 然而在2003年8月火星冲日的主要特征是冲日时间附近火星与地球的距离为最小,这种距离仅在79或284年内发生。在过去,至少在79年前,即1924年8月有一个非常好的火星冲日事件,但由于此次的地球和火星轨道之间的最小距离较远,所以这个最小距离值大于2003年8月27日的最小距离值。为了找到与2003年近似的地球与火星的最小距离,我们需要回到过去。当火星的离心率较大时,便可能发生。计算结果表明发生在公元前59 618年。
在下一个千年中,随着地球和火星轨道之间的最小距离减小,我们的计算结果将会发现比2003年8月27日地火距离更近的火星冲日事件,发生在公元2287年,这个事件地球将比2003年更近火星。
计算从2000年起,±300年内给出低于5600万公里的最小距离(来自ASD / IMCCE,巴黎天文台的计算):
超过50万年(ASD / IMCCE)的计算结果:
地球 - 火星最小距离小于2003年8月27日的最后一次火星冲日发生在:
J2000年前的59 615.267 年, 最小距离= 0.372452 AU (5571.8万公里), 火星的视直径: 25.15角秒.
纵观过去50万年,我们发现了一个更小的距离值:
J2000年前的80 955.939 年, 最小距离= 0.358739 au (5366.7万公里), 火星的视直径: 26.11角秒.
那么未来的极值为:
J2000年后的23 695.342年, 最小距离= 0.359769 au (5382.1万公里), 火星的视直径: 26.04角秒.
我们发现在未来的50万年中会有一个最小的距离值:
J2000年后的292 851.722 年, 最小距离= 0.358541 au (5363.7万公里), 火星的视直径: 26.13角秒.
其它简略事件(综上)
近期的火星冲日事件为:
A.2016年05月22日(距离地球:0.509AU,视亮度:-2.1,视直径:18.37")
B.2018年07月27日(距离地球:0.386AU,视亮度:-2.8,视直径:24.24")
C.2020年10月14日(距离地球:0.419AU,视亮度:-2.6,视直径:22.33")
21世纪之最的火星大冲事件为:
a)2003年08月29日(距离地球:0.373AU,视亮度:-2.9,视直径:25.13")
b)2050年08月14日(距离地球:0.374AU,视亮度:-2.9,视直径:25.02")
c)2082年09月02日(距离地球:0.374AU,视亮度:-2.9,视直径:25.04")
近期的大的火星大冲事件为:
在2003年的火星大冲中,火星距离地球仅仅约5575.8万公里而已。根据SOLEX数值积分软件的计算,如此近的,在2003年的上一次发生在遥远的6万年前!也就是公元前57617年,当时的距离约为5571.8万公里。
i.-57617年09月24日(距离地球:0.372452AU/5571.8万公里,视直径:25.15")
ii. 2003年08月27日(距离地球:0.372719AU/5575.8万公里,视直径:25.13")
iii. 2287年08月28日(距离地球:0.372254AU/5568.8万公里,视直径:25.16")
iv. 2729年09月08日(距离地球:0.372005AU,视亮度:-2.9,视直径:25.2")
v. 3818年09月25日(距离地球:0.370659AU,视亮度:-2.9,视直径:25.3")
百万年之最的火星大冲事件为:(公元前50万年到公元50万年)
我们熟知的2003年火星大冲,视直径约25.13角秒,距离为5575.8万公里。在公元25695年火星大冲将为26.04角秒,在公元292851年火星冲日时,不论距离和视直径都将达到极值,视直径为26.13角秒,地球距离火星5363.7万公里!(真正的极值似乎在26.16角秒?)
①-79241年00月00日(距离地球:0.358104AU/0000.0万公里,视直径:26.16")?
②-78957年01月22日(距离地球:0.358739AU/5366.7万公里,视直径:26.11")
③-57617年09月24日(距离地球:0.372452AU/5571.8万公里,视直径:25.15")
④2003年08月27日(距离地球:0.372719AU/5575.8万公里,视直径:25.13")
⑤25695年05月04日(距离地球:0.359769AU/5382.1万公里,视直径:26.04")
⑥294851年09月20日(距离地球:0.358541AU/5363.7万公里,视直径:26.13")
根据行星摄动,我们用轨道参数数值积分,计算出公元前50万年到公元50万年这100万年之间火星与地球的距离。我们将数据以图片坐标形式展现出来。
太阳系行星上发生的火星冲日的近期事件
从金星上看去的火星冲日:
从地球上看去的火星冲日:
由于火星冲日的定义限制,因此火星以外的行星不可见火星冲日景观
从火星上看去的火星冲日:
从木星上看去的火星冲日:
参考资料
1.有趣天文奇观
2.微博
3.火星冲日地球所见(近距离万年列表)
4.NASA-Planetary Fact Sheets
5.SOLEX软件
6.When Was Mars Last This Close?
7.Oppositions of Mars
8.oppositions martiennes
9.Petite notice sur les oppositions de Mars
10.Primer on Mars oppositions
11.THE 2018 PERIHELIC APPARITION OF MARS
12.Mars 2018
13.THE OPPOSITION CYCLE OF MARS
14.THE GREAT 2003 PERIHELIC APPARITION OF MARS
15.Mars Oppositions
16.MarsDist
文章作者:零度星系(天文在线)
编辑用时:2018年7月2日-2018年7月9日
最后更新:2018年7月23日星期一
审核人员:(暂无,征集审核志愿者中。要求细心仔细,女生优先。)
注意:所有信息数据庞大且由本人一人编辑,难免出现错误,还请指出错误所在好加以改之。
结束,感谢您的阅读与关注
全文排版:天文在线(零度星系)
转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处








欢迎光临 天之星天文论坛(大陆著名天文论坛) (http://skyandtelescope.com.cn/bbs/) Powered by Discuz! X3.2