水星凌日是在地球軌道內(nèi)繞太陽旋轉(zhuǎn)的水星和金星叫內(nèi)行星，水星凌日現(xiàn)象和日月食現(xiàn)象很相像。由于水星軌道和黃道面重合，有一個7度的夾角，地球和水星恰好在它們的軌道焦點(diǎn)附近，這個時候太陽、水星、地球在一條直線上才會發(fā)生水星凌日。

水星凌日-簡介

水星凌日(Transit of Mercury)是一種天文現(xiàn)象。當(dāng)水星運(yùn)行至地球和太陽之間，如果三者能夠連成直線，便會產(chǎn)生水星凌日現(xiàn)象。觀測時會發(fā)現(xiàn)一黑色小圓點(diǎn)橫向穿過太陽圓面，黑色小圓點(diǎn)就是水星的投影。水星凌日發(fā)生在五月初或十一月初，平均每百年出現(xiàn)十三次水星凌日的現(xiàn)象。最近發(fā)生的水星凌日：2003年5月7日、2006年11月8日、2016年5月9日。

在人類歷史上，第一次預(yù)告水星凌日是“行星運(yùn)動三大定律”的發(fā)現(xiàn)者，德國天文學(xué)家開普勒(1571至1630年)。他在1629年預(yù)言：1631年11月7 日將發(fā)生稀奇天象--水星凌日。當(dāng)日，法國天文學(xué)家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個小黑點(diǎn)(水星)在日面上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年，共出現(xiàn)50次水星凌日，其中，發(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次。每100年，平均發(fā)生水星凌日13.4次。

水星凌日-如何形成 軌道與角度

當(dāng)水星穿越地球與太陽之間的時候，就叫做水星凌日。由于水星僅88天就繞太陽一周，這種凌日的情形大約每四個月就有一次。但是又由于地球并不是靜止不動的，水星要超過地球花的時間實(shí)際上比88天要多。

水星恰好在地球與太陽之間的位置，叫做低位交匯點(diǎn)。那么我們?yōu)槭裁?00年才能看到12次水星凌日呢?主要是因?yàn)樗堑能壍朗莾A斜的，并未和地球的軌道在同一個平面上(地球圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道也被成為黃道圈)。水星的軌道與黃道圈傾斜大約7度。在我們看來，這個傾斜度可能不算什么。但是，要知道太陽系是多么浩淼的空間和距離，這就使得水星經(jīng)常從地球和太陽之間的上方或下方掠過。(太陽和地球之間的距離被成為“天文單位”--A.U.，有149,597,870.3公里)水星如果躲在太陽的后面，和地球又同在一條線上，被成為高位交匯點(diǎn)。同樣，水星也不會正好處在太陽的后面，要么從上，要么從下，掠過太陽。利用SOHO衛(wèi)星就可以觀測到這種現(xiàn)象，從上面這個動畫，你可以看到水星如何在兩周的時間內(nèi)從右側(cè)運(yùn)動到左側(cè)。在這個動畫當(dāng)中我們還可以看到幾次猛烈的爆炸，那是氣體從太陽分離出來。這些圖片是用SOHO衛(wèi)星上的觀測儀器--LASCO拍攝到的。

節(jié)點(diǎn)

那么到底水星凌日何時發(fā)生呢?每當(dāng)水星在低位交匯點(diǎn)靠近黃道圈時，被稱為“穿越軌道節(jié)點(diǎn)”。根據(jù)水星朝南運(yùn)動還是朝北運(yùn)動，分成上升節(jié)點(diǎn)和下降節(jié)點(diǎn)兩種。當(dāng)水星和地球處于AA位置時，就會發(fā)生水星凌日現(xiàn)象。這是，水星穿過下降節(jié)點(diǎn)，處于低位交匯點(diǎn)。

當(dāng)兩個星球處于BB位置時，從地球上看，水星會從太陽的下面穿越。盡管水星也處于低位交匯點(diǎn)，但是它離黃道圈很遠(yuǎn)。在上圖，我們還可以看到高位交匯點(diǎn)的情況。由于水星處在太陽的后面，就不會發(fā)生水星凌日現(xiàn)象，但是水星可以被太陽隱藏。

人們也會看到金星凌日的現(xiàn)象，但是黃道圈和金星軌道的傾斜角度是3°23'。在5月7日的水星凌日中，水星從黃道圈的北部向南，朝著下降節(jié)點(diǎn)運(yùn)動。這種情形和日全食的情形相同，只不過處于軌道節(jié)點(diǎn)的是月亮而已，主要的不同在于月亮圍著地球轉(zhuǎn)，而不是太陽。

水星凌日-原理

水星凌日發(fā)生的原理與日食相似。由于水星和地球的繞日運(yùn)行軌道不在同一個平面上，而是有一個7度的傾角。因此，只有水星和地球兩者的軌道處于同一個平面上，而日水地三者又恰好排成一條直線時，在地球上可以觀察到太陽上有一個小黑斑在緩慢移動，這種現(xiàn)象稱為水星凌日。小黑斑是由于水星擋住了太陽射向地球的一部分光而形成的。

地球每年5月8日前后經(jīng)過水星軌道的降交點(diǎn)，每年11月10日前后又經(jīng)過水星軌道的升交點(diǎn)。所以，水星凌日只能發(fā)生在這兩個日期的前后。

水星凌日-觀察方法

觀察水星凌日必須借助望遠(yuǎn)鏡。它與觀察太陽黑子的方法相似。通常有兩種方法：一是投影法。通過望遠(yuǎn)鏡，把太陽投影到一張白紙上進(jìn)行觀察。二是目視法。在望遠(yuǎn)鏡的物鏡(前方)裝上濾光鏡，再進(jìn)行觀察。

天文愛好者可以用燒電焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或電腦軟盤的磁片，幾張重疊起來制成眼鏡，戴上它用雙筒望遠(yuǎn)鏡觀察水星凌日。如何選購雙筒望遠(yuǎn)鏡?一是口徑(物鏡)越大越好，物鏡(前鏡)直徑70毫米的較理想;二是選購多層鍍膜的物鏡，通常鍍綠膜、藍(lán)膜的較好，鍍紅膜的最差。需要著重指出的是，觀察水星凌日，千萬不能用肉眼直接看太陽，要注意保護(hù)眼睛。

2006年11月8日左右水星穿越內(nèi)合(inferior conjunction)，內(nèi)合是指水星位于太陽和地球之間的一個點(diǎn)。通常情況下，我們在內(nèi)合期間看不到這顆距離陽最近的行星。但這一次，水星穿越將會產(chǎn)生令人驚嘆的天文現(xiàn)象：當(dāng)水星的輪廓緩緩移過太陽盤面時，我們用小型望遠(yuǎn)鏡便能看到此次天文奇觀。天文學(xué)家將這種天文事件稱為是“凌日”

凌日是相當(dāng)罕見的天文奇觀。我們從地球上只能看到金星和水星凌日。這是水星在21世紀(jì)第二次上演凌日奇觀。本世紀(jì)水星將14次穿越太陽盤面。從北美西海岸(包括阿拉斯加州中部和南部)、夏威夷、新西蘭到澳大利亞東海岸，都可以清楚地看到此次水星凌日全過程。澳大利亞和新西蘭的天文愛好者可以在11月9日清晨看到這一奇觀。

在美國，從愛達(dá)荷州北部到德克薩斯州最西端沿線以東地區(qū)的居民能看到水星凌日的開始階段，但在水星移出太陽盤面前，日落將干擾他們觀看凌日的視線。水星的小盤面將于美國東部時間下午2時12分(太平洋時間上午11時12分)開始向太陽盤面移動，兩分鐘后將完全遮住太陽盤面。屆時，我們將會看到水星化作一個小黑點(diǎn)，在太陽左下方緩緩移動，黑點(diǎn)相當(dāng)于太陽直徑的1/194。隨后，水星便會到達(dá)太陽盤面的右側(cè)(西邊)。接著，從太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間下午4時零8分開始，水星將會用時兩分鐘完全移出太陽盤面。在凌日結(jié)束前太陽落山的東部地區(qū)，最佳觀測地點(diǎn)應(yīng)該是正西方以南地平線偏低的地區(qū)。另外，切記提前一兩天檢查太陽落山地點(diǎn)，以避免樹木和建筑屆時擋住視線。

水星凌日-特點(diǎn)

水星是地球的內(nèi)行星，直徑為4878千米。2003年水星凌日有三大特點(diǎn)：一是水星距離地球只有8415萬千米，比發(fā)生在11月的水星凌日近1737萬千米。二是水星視直徑為12角秒，比發(fā)生在11月的水星凌日大五分之一。三是視直徑，水星與太陽相比，為1比158;而11月的水星凌日，為1比193。因此，無論是觀察還是拍攝水星凌日，2003年都是不可多得的良機(jī)。

水星凌日-過程

水星凌日發(fā)生在5月(降交點(diǎn))比發(fā)生在11月(升交點(diǎn))少得多。一生中能在5月看到兩次水星凌日的人，鳳毛麟角。廣東雖然有幾千萬人，但至今還沒有發(fā)現(xiàn)有人在5月看過兩次水星凌日。未來五次5月的水星凌日將發(fā)生在2016年5月9日，2049年5月7日，2062年5月11日，2095年5月9日，2108年5月12日。中國如要下次在5月看到水星凌日的全過程，就要等到2108年5月12日。因?yàn)槠溆嗨拇嗡橇枞斩及l(fā)生在夜間，中國不能看到或不能看到全過程。因此，今年5月7日的水星凌日，不可錯過。錯過就要等105年。

2003年5月7日的水星凌日，凌始在13時13分，水星剛好接觸日面;凌甚在15時51分，水星與日面中心相距最近,凌終在18時30分，水星恰好脫離日面。全程歷時5小時17分鐘。這天，廣州日落為18時57分。所以，廣州可觀測到水星凌日的全過程。

水星在太陽附近神出鬼沒，就是專業(yè)天文學(xué)家也難得一見。水星在八大行星中距離太陽最近，其距離只有5790萬千米。因?yàn)榫嚯x太陽太近，從地球上看，水星常被淹沒于太陽的光輝里，這使得人們很難一睹其容顏。只有當(dāng)水星與太陽的角距離最大，即“大距”時，水星才易被人們觀測到。

和水星的“大距”相比，水星凌日則更是觀賞水星背影的難得機(jī)遇。水星凌日的原理與日食相同，日食是當(dāng)月球走到太陽與地球中間，將太陽遮住的現(xiàn)象。水星凌日是水星走到太陽與地球中間出現(xiàn)的現(xiàn)象。但由于水星比月球離開地球要遠(yuǎn)得多，看上去只是太陽圓面上一個很小的黑點(diǎn)，別看她小，這個黑點(diǎn)卻是一顆近5000公里直徑的星球。

觀測者應(yīng)選擇東面開闊的地點(diǎn)，還需天氣晴朗。這次水星凌日在中國東部觀測比中西部有利，但即使東部也只能觀測到水星凌日的下半場演出。

據(jù)了解，水星雖然以“水”冠名，但實(shí)際上表面并沒有水，這顆星球表面也有高山平原，但最特色的風(fēng)光是星羅棋布的環(huán)形山，其中有以李白、曹雪芹等15位中國名人命名的環(huán)形山。凌日時，水星離地球近1億公里。