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百万年火星冲日的有趣事件

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发表于 2018-7-23 18:59:35 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式


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
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



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