火星為何“忽明忽暗”?

　　古希臘著名天文學家喜帕恰斯(Hipparkhos，公元前100年左右)提出了視星等的概念，用來標定天體亮度。經過數千年的發展和衍生

，視星等成為了一個區間為[-38,36]的評價體係：數字越大代表越暗
，數字越小則越亮。例如，從地球上看太陽亮度在-26.7左右，肉眼無法直視;但如果視星等比+6還大，就超過肉眼從黑暗中辨別光亮的極限。

　　對行星而言，距離地球越近
、體積越大、太陽光照越強
、表麵反射越強，當然也就越亮，視星等越小。如果把五大行星在21世紀初的視星等繪製出來，它們看起來效果完全不同。

2000-2022年五大行星視星等對比圖

　　shuixingjulitaiyangzuijin
，dantayeshitaiyangxineizuixiaodexingxing
，qiejulidiqiubingbujin，shichangyanmeizaitaiyangdeguanghuizhong，liangdubianhuahenda
，zhiyouzaoshanghehuanghuncaiouerkejian;金星是平均軌道距離地球最近的行星，體積和質量與地球相當
，靠近太陽
，也成為看起來最亮的行星，白天都容易肉眼看到;木星和土星距離地球很遠，但它們體積巨大，分別是地球的1300和700倍
，總體上能在夜晚用肉眼穩定看見。

太陽係曾經的九大行星(包含冥王星對比)真實體積大小對比，天王星、海王星、冥王星太遠肉眼無法看見

　　而地球另一個鄰居火星


，體積僅為地球約15%，接收到的太陽光強度較弱，距離地球在0.6億-4億千米不等，導致它的視星等變化極大，在 [-2.9，1.8]之間。火星有時比木星都亮，有時卻比最遠的土星

、甚至最小的水星都要暗，用“熒熒如火”形容恰如其分。

　　紅色的奧秘

　　火星在幾乎所有的影視作品中都被描述成了橙紅色，甚至肉眼從望遠鏡仔細觀察可以看出來
，這也是它與火“結緣”的重要原因。隨著研究的深入，科學家才逐漸揭開火星表麵呈現紅色的神秘麵紗：發紅的氧化鐵!

　　鐵(tie)元(yuan)素(su)在(zai)古(gu)老(lao)的(de)火(huo)星(xing)還(hai)有(you)活(huo)躍(yue)地(di)質(zhi)活(huo)動(dong)時(shi)被(bei)帶(dai)到(dao)表(biao)麵(mian)
，在(zai)漫(man)長(chang)時(shi)間(jian)裏(li)與(yu)氧(yang)原(yuan)子(zi)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)並(bing)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)。隨(sui)後(hou)火(huo)星(xing)逐(zhu)漸(jian)陷(xian)入(ru)沉(chen)寂(ji)，失(shi)去(qu)了(le)穩(wen)定(ding)的(de)元(yuan)素(su)循(xun)環(huan)過(guo)程(cheng)，它(ta)們(men)也(ye)滯(zhi)留(liu)表(biao)麵(mian)。

　　火星依然保有稀薄的大氣，平均密度和氣壓不足地球海平麵附近的1%，近乎真空。盡管二氧化碳占空氣比重超過95%，但(dan)溫(wen)室(shi)效(xiao)應(ying)依(yi)然(ran)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)
，這(zhe)導(dao)致(zhi)日(ri)照(zhao)和(he)黑(hei)暗(an)區(qu)域(yu)依(yi)然(ran)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)溫(wen)差(cha)和(he)氣(qi)壓(ya)差(cha)
，風(feng)由(you)此(ci)產(chan)生(sheng)。火(huo)星(xing)表(biao)麵(mian)極(ji)度(du)幹(gan)燥(zao)，長(chang)期(qi)被(bei)隕(yun)石(shi)衝(chong)擊(ji)和(he)風(feng)蝕(shi)影(ying)響(xiang)下(xia)沙(sha)土(tu)變(bian)得(de)極(ji)為(wei)細(xi)密(mi)
，在(zai)狂(kuang)風(feng)甚(shen)至(zhi)動(dong)輒(zhe)席(xi)卷(juan)全(quan)球(qiu)的(de)風(feng)暴(bao)作(zuo)用(yong)下(xia)
，紅(hong)色(se)沙(sha)塵(chen)遍(bian)布(bu)全(quan)球(qiu)
，看(kan)起(qi)來(lai)更(geng)加(jia)“熒熒如火”。

哈勃太空望遠鏡在2016年5月12日拍的火星照片，可以看到火星存在薄薄的大氣

　　這種風沙甚至成了不少火星探測任務的噩夢，例如功勳火星車“機遇”號，它工作了超過15年之久
，期間最大的挑戰就是來自遮天蔽日的火星沙塵暴。任務最後階段，由於在沙塵暴中休眠後喚醒數百次未果，最終遺憾落幕。

　　火星與地球的“奇特相遇”

　　以太陽為中心來看，火星處在更外側，速度更慢，運行的周期更長。地球處在內側
，速度更快，運行的周期更短，二者會每隔大約780天相遇一次，又叫做一次會合周期。利用這個時間節點之前幾個月的發射窗口，人類探測器可以“抄近路”探測火星。例如，2020年7月是一次新的窗口期
，阿聯酋、中國和美國在同一個月內相繼執行了火星探測任務，目前探測器均在飛往火星的路上。

地球和火星的軌道周期、會合周期示意圖

　　但如果從地球來看，這個地球和火星又一次“相遇”的過程就比較奇怪：明明火星在前麵領跑，慢慢就停下來，然後竟然往回退，開始“逆行”


，持續時間長達幾個月。

NASA的帕薩迪納觀測中心在2014年(左)和2016年(右)觀測到的兩次火星軌道“逆行”現象

　　會合周期是約2年2geyue，zheyiweizhenixingxianxiangdeguaidianmeicidouhuifashengzaibutongyuefen，yeduiyingbutongdehuangdaoxingzuoheershibaxingxiu。zaizhongguogudailishizhong

，xinxiuerhetafujindexinxiuyi、心宿三是皇帝、太子和庶子的意思。當火星順行-逆行拐點(被稱作“留”)在天蠍座的心宿二附近時，古代都認為災難即將降臨，是最不祥的天象，甚至用一個專有的名字“熒惑守心”形容這種現象。

　　當(dang)然(ran)，在(zai)今(jin)天(tian)的(de)科(ke)學(xue)眼(yan)光(guang)看(kan)來(lai)，這(zhe)是(shi)封(feng)建(jian)迷(mi)信(xin)年(nian)代(dai)的(de)愚(yu)昧(mei)而(er)已(yi)。因(yin)為(wei)這(zhe)種(zhong)天(tian)象(xiang)早(zao)在(zai)太(tai)陽(yang)係(xi)形(xing)成(cheng)之(zhi)後(hou)
，就(jiu)在(zai)不(bu)斷(duan)上(shang)演(yan)，絲(si)毫(hao)不(bu)受(shou)人(ren)類(lei)認(ren)知(zhi)的(de)影(ying)響(xiang)。地(di)球(qiu)和(he)火(huo)星(xing)的(de)曆(li)史(shi)都(dou)在(zai)45億年以上，而現代人類的出現時間僅以萬年為尺度來記，渺小不堪。

　　不過慶幸的是
，人類終於在20世紀邁入航天時代還向宇宙中發射了很多探測器
，逐個解開人類曾經未知的奧秘。下一站
，就是火星!