Hello 天文

自動翻譯,請以簡體中文原文校核。

木星旁邊四個小點,為什麼過一會兒就排得不一樣?

輸入同一個時刻,先算衛星真實的位置,再看它投在行星旁邊的哪裡。

行星與太陽系小天體

望遠鏡裡的木星兩旁常有幾個亮點。它們不是貼在一條線上,而是在三維軌道上移動;投到你的視線裡,才形成眼前不斷改變的排列。

開啟互動課程 →

先猜一下

衛星在照片裡看著貼近行星圓盤,就一定在行星前面嗎?

查看答案與解釋

不一定,也可能在後面 — 二維投影不提供完整深度,要結合Z方向判斷。

再把體驗和科學連結起來

先把行星中心當零點

橫向X向西為正,縱向Y沿行星北極方向;Z為深度,負值更靠近地球。不是天球赤經赤緯。

單位:行星赤道半徑

先算光到地球走了多久

我們看到的是較早發出的光。先迭代行星距離和光行時,再在對應時刻計算衛星相位。

發光時刻 = TD − 行星光行時

衛星互相影響,軌道不是固定圓環

軌道理論包含週期擾動、偏心和傾斜,隨後用座標旋轉轉到地球視線方向,並校正差分光行時與透視。

週期項 → 三維座標 → 視投影

前後與照明決定是否被遮擋

從地球方向看中心進出圓盤,區分凌與掩;從太陽方向再看一遍,區分食與影凌。這裡不求精確接觸時刻。

地球視角與太陽視角分開判斷

先選擇低精準度或E5路線,再計算發光時刻、各衛星軌道與視投影。座標單位是木星赤道半徑;地球投影判斷凌/掩,太陽投影判斷食/影,不能共用一套判據。

試一試

先看全部衛星,再把視場縮到圓盤附近。空心點表示模型判定中心被遮蔽或位於影中,仍保留位置便於學習;現實中不一定看得到。

動手看一遍 →

符號不用背

X / Y
西向 / 行星北向投影,以行星赤道半徑為單位
Z
深度;負值比行星中心更靠近觀察者
光行時
行星到觀察點的傳播時間
凌 / 掩 / 食 / 影凌
地球方向或太陽方向中心投影的不同狀態

演算法、精確度與適用範圍

第44章兩條路線完整實現:低精度使用43章低精度地球/木星幾何及衛星最大週期修正;高精度E5使用本章151項經度、35項緯度及44項半徑週期係數,先以B1950角變數求擾動,再加歲差並經木星軌道/赤道旋轉到觀測時刻日期黃道與地球視線。數值係數事實與原書及AA+逐組核對,求和與旋轉以通用向量管線組織,不使用固定預計算衛星表。行星/地球位置來自第32章截斷VSOP87,不是完整VSOP87。高精度含差分光行時、透視與地球/太陽雙視角中心分類,低精度不提供事件分類。未做接觸時間求根、有限衛星大小、互食互掩、站心修正或完整現代衛星數值理論。

我的理解檢查

圖上同一個橫座標,能直接判斷衛星在行星前後嗎?

不能,還需深度Z — 前後位置決定可能凌還是掩,單看X/Y不夠。

圖中X、Y的單位是什麼?

行星赤道半徑 — 它們是相對於行星圓盤中心的投影座標。

這裡的中心狀態就等於精確接觸時刻預報嗎?

不等於 — 本課程只分類衛星中心與行星投影的關係,不求有限衛星圓盤接觸、互食互掩等全部事件。

先算三維位置和光行時,再從地球與太陽兩個方向投影;亮點的排列才有物理意義。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 44 章

行星與太陽系小天體 · 全部互動課程