2006年11月8-9日水星凌日观测

一． 信息

水星是地内行星，每当它运行到地球和太阳之间，它的细小的投影就会在日面缓缓掠过，这种现象就叫做水星凌日。它发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道（黄道）不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。因此，只有水星和地球两者的轨道处于同一个平面上，而日、水、地三者又恰好排成一条直线时，才会发生水星凌日。地球每年5月8日前后经过水星轨道的降交点（水星由黄道北过渡到黄道南的那个交点），每年11月10日前后又经过水星轨道的升交点（水星由黄道南过渡到黄道北的那个交点）。所以，水星凌日只能发生在这两个日期的前后。上一次发生在2003年的5月7日。根据预报，今年的11月8-9日，又将发生水星凌日的特殊天象。具体预报情况如下图。水星从太阳的左下方进入。当时是早上3点12分左右（根据各地的经度与纬度不同而略有不同），太阳还在地平线以下，我们无法观测到。直到早上6点半以后，太阳升起，我们就可以开始观测。在北京，到北京时间8点10分38秒，水星就会移出日面。 因此实际可以进行观测的时间就是早上6点半到8点5分这个区间内。

二． 观测方法和注意事项

由于水星的视直径只有大约10角秒，肉眼无法直接分辨（肉眼白天的分辨率一般在2－3角分）。所以要想观察水星凌日，必须借助望远镜。它与观察太阳黑子的方法相似。通常有以下几种方法：

1． 投影法：

通过望远镜，把太阳投影到一张白纸上进行观察。应当事先在白纸上画一个直径180毫米的圆。把纸张平铺在投影屏上。调节望远镜的焦距和赤经、赤纬，使得太阳像充满圆面。在观测过程中，不断地用笔在纸面上看到的黑点处进行标记。那个黑点就是水星的投影位置。由于太阳像的角直径大约是1800秒，所以纸面上1毫米大约相当于10角秒。水星的大小也就是大约1毫米。

2． 目视法：

在望远镜的物镜（前方）装上滤光镜，再进行观察。天文爱好者可以用烧电焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或电脑软盘的磁片，几张重叠起来制成眼镜，戴上它用双筒望远镜观察水星凌日。需要着重指出的是，观察水星凌日，千万不能用肉眼通过望远镜直接看太阳，要特别注意保护眼睛。如果滤光片不够好，有漏洞，就决不能使用！

如果使用加滤光片的目视观测，就必须首先准备好一个木板和一张白纸，白纸上事先画好一个直径180毫米的圆。还要用直尺画上两条相互垂直的直线。根据上面图形的比例划出一条水星路径。路径上离开太阳中心的最小距离为423角秒，也就是42.3毫米。然后每隔5分钟在该路径上标出水星的实际位置。

3． 大屏幕投影观测：

如果有许多人要想同时进行观测，最好使用摄像机代替目镜。直接把摄像机的信号连接到计算机或电视机屏幕上。采用计算机的时候还可以利用投影仪把图像投影到很大的屏幕上供数十人或上百人同时观测。但是必须注意所使用的摄相机的镜头必须有足够大的口径和足够长的焦距。否则太阳像太小或分辨本领太低以致无发看到水星的投影。一般的摄相机的CCD芯片的像元尺寸是4.7微米见方。我们应当使它对应的角度起码不大于5角秒。这样水星的投影才会至少占2个像元。我们才能够看到它。最好能够配成2角秒，占到5个像元。按5角秒计算，摄相机的焦距应当在200毫米左右。因此我们得知摄相机的最短焦距不能短于200毫米。最好达到500毫米。而通光口径也不能太小。最好略大于60毫米。这样就可以分辨到2角秒。而至少要分辩到5角秒。所以最小口径应当大于25毫米。一般摄相机的镜头的通光口径只有20－30毫米，焦距最长在100毫米左右。所以使用这种摄相机直接拍摄所获得的太阳像太小，无法看到角直径只有10角秒左右的水星投影。必须选用摄影记者的大型摄相机。

当把摄相机的信号直接连到计算机、电视机或投影仪上时，就可以实现多人同时实时观测。如果不能这样做，就可以利用录像带事后放映。

必须注意这儿强调通光口径完全是为了满足角分辨本领的要求，而不是嫌光强度不够。实际上太阳非常亮，我们还必须加滤光片来降低他的强度，否则图像完全饱和了，无法使用。

4． 相机观测：

当然也可以采用数码相机或普通相机记录结果。这时同样要选择通光口径大于30毫米、焦距长于200毫米的镜头。因此傻瓜相机是没有用的。必须是单反相机。如果没有合适的镜头，就应当去掉原有的镜头，而把相机加接在望远镜的目镜端。这时望远镜的焦距不能太长。否则无法获得整个太阳像。一般的检测器的大小只有5毫米左右。要想把1800角秒的圆安排在5毫米见方的范围内，每毫米应当覆盖360角秒。所以实际上的焦距不能大于573毫米。如果你的检测器的线尺度大到10毫米，焦距就可以大到1146毫米。如果望远镜的焦距太长，必须使用缩焦器。

拍摄的方式是每2－5分钟拍摄一幅。在大约1个半小时内可以拍下20－40幅画面。将它们排列在一起就可以看出水星的掩食过程。

由于时间发生在早上，而且只有一个多小时。为了节约时间，保证观测顺利成功，应当在前一天对太阳进行试观测。把视场和积分时间等参数调整好。第二天早上按照这些数据重复应用就是了。

使用望远镜进行观测，最好要有自动跟星系统。特别是使用Meade望远镜，可以采用GOTO程序对准目标。水星的星号是901。按STAR 901，然后按GOTO，望远镜就会自动对准目标。而且要选择跟太阳的速度。

三． 稀少的概率

水星凌日平均每100年出现13次。上一次发生在2003年5月7日的白天，很多人进行过成功的观测。用百度或古格尔搜索可以找到许多相关的条目和资料。下次将发生在2016年的5月9日，再下次是2019年的11月11日。但是那两次的时间均发生在夜晚，我国无法观测。因此这种凌日现象相当稀有，我们决不能错过了这次的好机会。