8月15日蒼穹將上演土星沖日天象

土星擁有美麗的光環,是天文迷眼中的樂樂球,深受一般大眾喜愛。土星目前位於摩羯座,自7月上旬開始,便會在傍晚時分從東南方升起,8月15日1時10分達到「沖」的位置時,土星與太陽分別位在地球兩側,兩者黃經相隔約180度。此時,亮度為0.3等,視直徑為18.8角秒。土星沖日的前後數周,是觀察土星的最好時機,是一年中土星最亮、視直徑最大、相對接近地球,且整夜均可觀測的時段,天文迷可以好好把握這段期間。

2022年8月中旬土星位於摩羯座示意圖

何謂「沖」?透過二維行星軌道圖說明,對外行星而言,「沖」是一年中離地球最近的時段,行星達到「沖」的位置時,代表此行星整夜可見,最方便觀測;當行星離地球最遠時,稱為「合」,行星與太陽同時升、落,此時行星無法觀測。當行星、地球及太陽三者,連線構成直角三角形時,稱為「方照」,從地球上觀看,行星在太陽東側時,稱為東方照,反之稱為西方照。

對地球上觀測者而言,土星幾乎每年都會達到「沖」的位置,但是土星公轉周期為29.4年,每年地球要追上土星時,必須在軌道上再多走一點,才能發生土星沖日。因此,土星沖日大約相隔378天發生一次,導致每年土星沖日發生時間大約會晚兩周。

2022年8月15日1時10分土星沖日時,土星位於摩羯座,日落後從東南方升起,天亮前才由西南方落下,亮度接近織女星,約0.3等,以肉眼即可清楚看見,為呈現灰黃色的星點。土星本體視直徑為18.8角秒,但光環可達43.7角秒,接近木星大小,以30倍小望遠鏡就可以看到,在較大口徑、高倍率的望遠鏡下還可以看見土星表面的雲帶和土星環中的卡西尼環縫等細節。

土星、土星環(上)及未來幾年的土星環變化情形(下)。

由於土星自轉軸與其軌道面夾角約26.7度,再加上土星軌道面傾角約2.5度,使得土星環相對於地球的傾角呈現周期性的變化,周期為13至15年,約土星公轉周期之半。1995年5月22日、1995年8月10日、1996年2月11日和2009年9月4日均發生土星赤道正對地球,土星環傾角0度,土星環呈一直線的樣貌,下一次發生的時間為2025年3月23日。因此想欣賞土星環的天文迷千萬不要錯過這次的土星沖,使用小型天文望遠鏡就可以觀測看到美麗的土星環;針對進階的天文迷而言,在晴朗且氣流穩定的夜晚,則可以挑戰觀察卡西尼縫,這是分隔A環和B環間的較暗區域,早在1675年就被卡西尼所發現。

此外,土衛六(泰坦)是另一個觀察重點,土星目前至少有83顆已確認軌道的衛星,其中土衛六是土星最大的衛星,更是太陽系中第二大衛星。土衛六在土星沖日時亮度約為8.0等,視直徑約0.8角秒,以天文望遠鏡觀測,相對容易看到它呈現出橙色亮光。

2022年8月15日1時土星及土衛六位置