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有哪些天文现象的运动速度是肉眼可察觉到的?

【李坚的回答(97票)】:

乍一想,似乎除了日月升落,流星雨,地球自转带来的斗转星移之外,再没什么天文尺度的变化可以在短时间内看到了。如果我们放宽思路,把时间延长到“有生之年”,也就是100年,可以看到什么运动的天文现象呢?

先拿数据来分析分析就发现有戏!

最近的恒星虽然都有数光年(light years, ly.)之遥,但是银河系直径只有~10^4 ly ,我们可以举个例子看蟹状星云,距离我们~10^3 ly ,银河系内的星云尘埃尺度也可以估计 ly 量级,这些物质运动速度最高可以到 ~100km/s High-velocity cloud。那么1年,可以看到多大的角度变化呢?

考虑到人类的望远镜各个个波段,成像角分辨率最好刚好可以看清楚几十个毫角秒(mas),也就是蟹状星云连续观察几年,会有明显的变化!事实上,蟹状星云已经被哈勃空间望远镜(HST),钱德拉X射线空间望远镜(Chandra)拍了好多电影了哈哈哈哈,看片:

1. HST拍摄的蟹状星云中心 OI 发射线558nm波段变化,1995年12月~1996年4月

或者来这看动画片:或者来这看动画片:pappubahry.tumblr.com/t

2. 还有著名的麒麟座V838,一颗距离我们~10^4 ly. 远的一颗恒星在演化末期新星爆发,2002年5月~2004年8月

这里是动画:pappubahry.tumblr.com/t

3. 著名的1987A,1987年在邻近的大麦哲伦星云爆发的超新星,HST Ha 656nm,从1994年9月到2006年12月

4. 一帮观察银心的科学家,用夏威夷莫纳克亚的 10m Keck望远镜红外波段,画出了银心超大质量黑洞周围恒星们18年的变化: galacticcenter.astro.ucla.edu

5. XZ Tauri,一对相距40AU. 的双星系统,金牛座T型变星,也就是点燃氢核反应前的年轻恒星。距离我们450 ly. 在2000年前后曾经爆发了一个超级耀斑,图中 1" 约为 120 AU.

既然太阳系外我们看得这么兴奋,太阳系内这些尺度用天文单位(AU)来计算,AU可是ly 的万分之一小嘞。可以看得很爽很欢快吧!先上土星呼啦圈

6. 土星绕太阳公转周期30年,Damian Peach damianpeach.com/ 12年土星摄影,记录了土星呼啦圈俯仰的变化,如果你想知道土星环缝怎么来的,快戳这里:从前有一天,一个叫西尼的人正在土星环上滑... 来自EasyNight

7. 可是觉得环的俯仰变化,十几年有点长,那就看看卡尼西号土星探测器2009年正值“土星春分”(15年一次哟),拍摄42km宽的Keeler 环缝上卷起的冰渣包,中间的圆球是土卫三十五(直径7km),也就是这些冰渣包的始作俑者。这些环表面的突起变化周期,仅仅数小时 (See The determination of the structure of Saturn/'s F ring by nearby moonlets : Abstract : Nature)

8. 也许你想看看土星大气的变化,比如高层大气湍流(几个月),还有极光(几天)!分别来自卡西尼探测器和哈勃空间望远镜

9. 我知道你还不过瘾,让我们回到1979年旅行者1号飞掠木星时,记录了90天木星大气的变化,

nasa.gov/centers/goddar

10. 说起木星怎能不说大红斑,这个至少刮了400年(感谢伽利略)的木星飓风,有足足3个地球大,哈伯空间望远镜,2008年5月到7月,大红斑及周围云带涡旋的变化

还有这里:木星全球大气十天的变化 File:PIA02863

以及下图HST,2009年7月23日和2010年6月7日木星大气

11. 木星四颗卫星的公转。木卫一(Io),木卫二(Europa),木卫三(Ganymede)公转周期是1.8天,3.6天,7.2天的整数比共振,木卫四(Callisto)16.7天。

这是伽利略1610年1月十几天的观察记录(引用自:Discoveries - Jupiter)

只要天气晴好拿一台20cm,甚至10cm口径的小望远镜观察木星也可以看到这四颗明亮的木卫相对位置的变化。只要天气晴好拿一台20cm,甚至10cm口径的小望远镜观察木星也可以看到这四颗明亮的木卫相对位置的变化。

12. 今年夏天是看火星的好时机!5月22日火星冲日离地球最近,8月荧惑守心也就是火星和心宿二这两把火火火火火火火。好了回归正题,火星有什么变化?引自:December 6 moon with Mars and Venus 火星视直径变化非常明显,3.5" ~ 25",最大的时候有最小的7倍之多。亮度变化明显,+1.5 ~ -3.0

13. 人造天体过境!国际空间站(ISS not ISIS)位于距地表400~500km的51度高倾角轨道,大约2h绕地球一圈,可以从这里Heavens-Above 输入自己的位置查询当地ISS过境预报,还有铱星闪光等其它卫星过境预报。(更详细的人造天体预报还可以从这里查询calsky.com/

比如这是我所在的城市近期空间站过境预报,出现到消失大约数分钟,如此不快不慢的速度,很多人都会忽略。比如这是我所在的城市近期空间站过境预报,出现到消失大约数分钟,如此不快不慢的速度,很多人都会忽略。

铱星闪光也是很值得看得天象,从出现到消失只有十几秒,这个够快了!我用相机记录下来就是这样

14. 彗星位置和彗尾的变化。比如C/2014 Q1 (Lovejoy)

这里是几个小时内的动图,除了彗星位置的变化,还有自身自转,从彗尾可以看出virtualtelescope.eu/wor

15. 小行星虽然大多都暗弱至十几等,但是透过望远镜可以看到一些近地飞掠的小行星移动的非常快。比如2015年10月31日,在十几个小时内飞掠地球,最近达到了1.3地月距离的小行星, 2015 TB145。(引用自:2015 TB145 a

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