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火星 ， 一颗令人难以捉摸的红色行星 ， 从来都是人们夜观星空的焦点之一 。 在亚述（古代西亚奴隶制国家） ， 火星被称为“流血的星” ， 是死亡、不幸和灾难之神的化身 。 古希腊和古罗马人则把它视为战神 。 而中国古人对它的称谓——荧惑 ， 似乎更能体现其特点：荧荧似火而又行踪不定 ， 最让人捉摸不透 。
这段时间 ， 火星探测又掀高潮 ， 各国探测器将陆续登陆这颗红色的星球 ， 我国天问一号火星探测器刚踩了一脚“刹车” ， 将于不久后抵达火星 。 在天问一号登陆火星前 ， 我们不妨走出家门 ， “先行一步”看看这颗近日的“网红”星球 。
“黑科技”帮忙捕捉火星踪迹
观测火星之前 ， 我们首先需要知道火星的位置 。 行星之所以叫行星 ， 就是因为它们在星空中的位置游移不定 。 尤其是火星 ， 堪称行星中最难以捉摸的 ， 有时候它一整年的观测条件都不错 ， 有时候却又连续四五个月都难觅踪影 。 这是因为火星的会合周期是所有行星中最长的 ， 平均为780天左右 ， 比排第二的金星会合周期长了近200天 。 在这780天里 ， 大约有120天火星离太阳的角度不超过20度 ， 在地球上很难观测到；也有差不多200天 ， 火星离太阳的角度都在90度以上 ， 每晚至少有一半的时间仰望星空都能见到它 。
虽然“难觅踪影” ， 我们还是可以依靠黑科技——手机和电脑上比较流行的星图软件 ， 来查询火星以及其他各类天体的位置 。
2021年火星的运行情况大致为：2月底至3月份 ， 火星在金牛座运行 ， 日落后位于西南方天空 ， 大约在次日凌晨落山 ， 前半夜观测条件不错 。 到四五月份 ， 火星由金牛座运行至双子座 ， 落山时间提前至23点左右 ， 前半夜可见 。 再往后 ， 它的落山时间逐日提前 。 从8月上旬一直到年底 ， 它都在太阳附近运行 ， 就难以看到了 。
如何分辨火星和“邻居”毕宿五
3月 ， 天黑之后 ， 我们向西南方向的高空望去 ， 可以见到两颗颜色发红的亮星 ， 在天空中相隔不到两个拳头 。 它们就是火星和金牛座的最亮星——毕宿五 。
这段时间火星的亮度和毕宿五差不多 ， 两者颜色也比较接近 ， 都呈橙黄色 ， 火星只是显得略红一点儿 。 在高度上 ， 它俩也相差不大 。 要想区分它们 ， 有一个简单的方法：行星不闪恒星闪 。 恒星离地球非常遥远 ， 都是点光源 ， 当星光透过地球大气层时 ， 由于大气抖动的影响 ， 就会出现闪烁 。 而行星离地球近 ， 是面光源 ， 相当于由许多点光源聚集而成 。 各点的光虽然都有波动 ， 但这些波动既不同时发生 ， 也不在同一方向 ， 会相互抵消 。 所以我们不会看到火星发生明显闪烁 ， 而毕宿五则经常会“一闪一闪眨眼睛” 。
当然 ， 我们也可以利用软件的实时星空功能 ， 只需把手机对着天空 ， 屏幕上会自动显示出这片天区里的天体 ， 火星、毕宿五等天体都就会“原形毕露” 。
选对望远镜也很重要
如果用肉眼观测 ， 行星和恒星除了亮度和闪烁等差别外 ， 并没有什么不同 。 所以 ， 如果想要一览火星的表面风光 ， 就必须借助于望远镜 。
城区的光污染对行星观测影响不大 ， 但大气宁静度和透明度则是越佳越好 。 所以我们不必专程赶往郊外 ， 而应该尽量选择一个无风的晴夜观测 。 另外 ， 火星的视直径最大为25角秒左右（1度=3600角秒） ， 大多数时候都只有十几角秒甚至几角秒 ， 至少需要放大数十倍才能看到 。 常见的双筒望远镜都不足以胜任 。
一般的60—80毫米小口径天文望远镜 ， 配合70倍以上的放大倍数 ， 可以看到火星视圆面 。 使用口径更大、焦距更长的望远镜 ， 能看到它两极的白色极冠 ， 甚至还能看出南北半球的差异 。 火星的地势特点是南高北阔 ， 南半球海拔更高、陨击坑多 ， 颜色偏暗黑 。 北半球则几乎都是低缓开阔的熔岩平原 ， 呈橘黄色 。
今年3月 ， 火星的视直径只有6角秒左右 ， 需要使用短焦距目镜或增倍镜来获得更高的放大倍数 。 不过倍数也不是越大越好 ， 最大不要超过口径（以毫米为单位）的2倍 ， 例如80毫米口径的极限放大倍数就是160倍 。 实际上 ， 由于物镜、目镜的光学质量限制 ， 很多望远镜的极限倍数甚至还达不到口径的数值 。 例如有的102毫米折射望远镜在100倍时 ， 无论怎么调焦 ， 视野里都是模糊一片 。 这意味着望远镜的分辨率不足以匹配这么大的倍数 ， 分辨不出更多的细节了 。
我们在网上见到的那些漂亮火星照片 ， 大都是把相机或网络摄像头接在望远镜后面 ， 拍摄多张 ， 再用软件叠加处理而成 。 用望远镜目视 ， 是看不到这种效果的 。 而像著名的水手谷、奥林匹斯山等火星地貌 ， 以及火卫一和火卫二等目标 ， 更是大大超出了小望远镜的观测能力 。 关于这颗红色星球的更多细节 ， 期待天问一号能给人们带来新的惊喜！
（作者系北京天文馆副研究员 李 鉴）
【火星|天问一号登陆火星前 不妨先来一睹这颗红色星球的风采】来源：科技日报
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