火星，一顆令人難以捉摸的紅色行星，從來(lái)都是人們夜觀星空的焦點(diǎn)之一。在亞述(古代西亞奴隸制國(guó)家)，火星被稱為“流血的星”，是死亡、不幸和災(zāi)難之神的化身。古希臘和古羅馬人則把它視為戰(zhàn)神。而中國(guó)古人對(duì)它的稱謂——熒惑，似乎更能體現(xiàn)其特點(diǎn)：熒熒似火而又行蹤不定，最讓人捉摸不透。
這段時(shí)間，火星探測(cè)又掀高潮，各國(guó)探測(cè)器將陸續(xù)登陸這顆紅色的星球，我國(guó)天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器剛踩了一腳“剎車”，將于不久后抵達(dá)火星。在天問(wèn)一號(hào)登陸火星前，我們不妨走出家門，“先行一步”看看這顆近日的“網(wǎng)紅”星球。
“黑科技”幫忙捕捉火星蹤跡
觀測(cè)火星之前，我們首先需要知道火星的位置。行星之所以叫行星，就是因?yàn)樗鼈冊(cè)谛强罩械奈恢糜我撇欢?。尤其是火星，堪稱行星中最難以捉摸的，有時(shí)候它一整年的觀測(cè)條件都不錯(cuò)，有時(shí)候卻又連續(xù)四五個(gè)月都難覓蹤影。這是因?yàn)榛鹦堑臅?huì)合周期是所有行星中最長(zhǎng)的，平均為780天左右，比排第二的金星會(huì)合周期長(zhǎng)了近200天。在這780天里，大約有120天火星離太陽(yáng)的角度不超過(guò)20度，在地球上很難觀測(cè)到；也有差不多200天，火星離太陽(yáng)的角度都在90度以上，每晚至少有一半的時(shí)間仰望星空都能見到它。
雖然“難覓蹤影”，我們還是可以依靠黑科技——手機(jī)和電腦上比較流行的星圖軟件，來(lái)查詢火星以及其他各類天體的位置。
2021年火星的運(yùn)行情況大致為：2月底至3月份，火星在金牛座運(yùn)行，日落后位于西南方天空，大約在次日凌晨落山，前半夜觀測(cè)條件不錯(cuò)。到四五月份，火星由金牛座運(yùn)行至雙子座，落山時(shí)間提前至23點(diǎn)左右，前半夜可見。再往后，它的落山時(shí)間逐日提前。從8月上旬一直到年底，它都在太陽(yáng)附近運(yùn)行，就難以看到了。
如何分辨火星和“鄰居”畢宿五
3月，天黑之后，我們向西南方向的高空望去，可以見到兩顆顏色發(fā)紅的亮星，在天空中相隔不到兩個(gè)拳頭。它們就是火星和金牛座的最亮星——畢宿五。
這段時(shí)間火星的亮度和畢宿五差不多，兩者顏色也比較接近，都呈橙黃色，火星只是顯得略紅一點(diǎn)兒。在高度上，它倆也相差不大。要想?yún)^(qū)分它們，有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法：行星不閃恒星閃。恒星離地球非常遙遠(yuǎn)，都是點(diǎn)光源，當(dāng)星光透過(guò)地球大氣層時(shí)，由于大氣抖動(dòng)的影響，就會(huì)出現(xiàn)閃爍。而行星離地球近，是面光源，相當(dāng)于由許多點(diǎn)光源聚集而成。各點(diǎn)的光雖然都有波動(dòng)，但這些波動(dòng)既不同時(shí)發(fā)生，也不在同一方向，會(huì)相互抵消。所以我們不會(huì)看到火星發(fā)生明顯閃爍，而畢宿五則經(jīng)常會(huì)“一閃一閃眨眼睛”。
當(dāng)然，我們也可以利用軟件的實(shí)時(shí)星空功能，只需把手機(jī)對(duì)著天空，屏幕上會(huì)自動(dòng)顯示出這片天區(qū)里的天體，火星、畢宿五等天體都就會(huì)“原形畢露”。
選對(duì)望遠(yuǎn)鏡也很重要
如果用肉眼觀測(cè)，行星和恒星除了亮度和閃爍等差別外，并沒有什么不同。所以，如果想要一覽火星的表面風(fēng)光，就必須借助于望遠(yuǎn)鏡。
城區(qū)的光污染對(duì)行星觀測(cè)影響不大，但大氣寧?kù)o度和透明度則是越佳越好。所以我們不必專程趕往郊外，而應(yīng)該盡量選擇一個(gè)無(wú)風(fēng)的晴夜觀測(cè)。另外，火星的視直徑最大為25角秒左右(1度=3600角秒)，大多數(shù)時(shí)候都只有十幾角秒甚至幾角秒，至少需要放大數(shù)十倍才能看到。常見的雙筒望遠(yuǎn)鏡都不足以勝任。
一般的60—80毫米小口徑天文望遠(yuǎn)鏡，配合70倍以上的放大倍數(shù)，可以看到火星視圓面。使用口徑更大、焦距更長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡，能看到它兩極的白色極冠，甚至還能看出南北半球的差異。火星的地勢(shì)特點(diǎn)是南高北闊，南半球海拔更高、隕擊坑多，顏色偏暗黑。北半球則幾乎都是低緩開闊的熔巖平原，呈橘黃色。
今年3月，火星的視直徑只有6角秒左右，需要使用短焦距目鏡或增倍鏡來(lái)獲得更高的放大倍數(shù)。不過(guò)倍數(shù)也不是越大越好，最大不要超過(guò)口徑(以毫米為單位)的2倍，例如80毫米口徑的極限放大倍數(shù)就是160倍。實(shí)際上，由于物鏡、目鏡的光學(xué)質(zhì)量限制，很多望遠(yuǎn)鏡的極限倍數(shù)甚至還達(dá)不到口徑的數(shù)值。例如有的102毫米折射望遠(yuǎn)鏡在100倍時(shí)，無(wú)論怎么調(diào)焦，視野里都是模糊一片。這意味著望遠(yuǎn)鏡的分辨率不足以匹配這么大的倍數(shù)，分辨不出更多的細(xì)節(jié)了。
我們?cè)诰W(wǎng)上見到的那些漂亮火星照片，大都是把相機(jī)或網(wǎng)絡(luò)攝像頭接在望遠(yuǎn)鏡后面，拍攝多張，再用軟件疊加處理而成。用望遠(yuǎn)鏡目視，是看不到這種效果的。而像著名的水手谷、奧林匹斯山等火星地貌，以及火衛(wèi)一和火衛(wèi)二等目標(biāo)，更是大大超出了小望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力。關(guān)于這顆紅色星球的更多細(xì)節(jié)，期待天問(wèn)一號(hào)能給人們帶來(lái)新的驚喜！(作者系北京天文館副研究員)
