从地球看,太阳与行星在天空中相隔的角度称为距角。把时间轴拖过一个周期,可以看到行星从靠近太阳、难以观测的零度,移到与太阳相对、整夜可见的 180 度。
标出来的角画在地球上,因为那个角本来就长在那里。
外行星发生冲时,地球位于太阳和行星之间。此时行星通常离我们较近,朝向地球的一面也几乎全被照亮,加上整夜可见,是很适合安排观测的时段。
两次冲之间隔的是会合周期。它和行星的公转周期不同,因为地球也在移动。木星公转一圈约 12 年,但每隔约 399 天就会再次发生冲,因此日期通常比前一年晚一个月左右。
零是合,180 度是冲。虚线是事件发生的时刻,实线是左图正在显示的日期。
实际观测可从日落后的东方开始:接近冲的外行星会在太阳落下前后升起,午夜附近位于天空较高处,清晨才从西方落下。若要比较亮度,应记录同一颗行星数周内在相近高度的样子;只看一次,无法判断是否正好到了冲的时刻。
表中的年数是相邻两次冲的会合周期,不是行星绕太阳一圈的公转周期。地球也在轨道上前进,所以木星虽约 12 年才公转一圈,冲却约每 1.09 年重现。
火星的差异特别明显。近日点附近的冲和远日点附近的冲,地火距离可差将近一倍;亮度又会随距离平方快速下降,因此前者可能亮上好几倍。木星轨道较接近圆形,各次冲的差异就小得多。
这点时间差通常不影响一般观测安排,但在比对年历或计算结果时必须分清楚。本页列出的日期采用上方的几何定义,因此可能和使用视位置或最近距离的数据来源相差数小时至数天。
本页采用几何定义:冲是行星与太阳的黄经正好差 180 度的那一刻,以地月质心为观测原点、在 J2000 坐标系中计算。年历上的冲是视位置的冲,计入了光行时、光行差与当日黄道。两者相差数小时。
| 行星 | 一个会合周期里的距角变化 | 绕行一圈要多久 |
|---|---|---|
| 火星 | 180° | 2.14 年 |
| 木星 | 180° | 1.09 年 |
| 土星 | 180° | 1.04 年 |
| 天王星 | 180° | 1.01 年 |
| 海王星 | 180° | 1.01 年 |
距角为零时,行星和太阳方向相同,几乎同时升落,这个位置称为合。距角到 180 度时,行星位在太阳的另一侧;日落时升起,日出时落下,这就是冲。介于两者之间时,可观测时段也跟着改变。
「冲」只描述太阳、地球和行星的方向关系,没有指定彼此距离。地球与行星都走椭圆轨道,因此每次冲发生时,两颗行星可能位在轨道的不同区段。
冲与最近距离常落在同一周,日期却不一定相同。前者按方向定义,后者按距离定义;在椭圆轨道上,两个时刻通常会错开。火星最多可差约八天,木星和土星多半相差一两天。
轨道元素取自 NASA/JPL「Keplerian Elements for Approximate Positions of the Major Planets」(Standish & Williams, 1992),适用 1800–2050 年。位置为几何位置,未计入光行时与光行差——这是黄道面的教学图,不是望远镜视野的模拟。