題:
為什麼我們看不到土星的相位？
Jonas
2020-08-09 15:46:53 UTC
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在2020年8月8日的每日天文圖片（“ 新月土星”）中，標題說明

從地球來看，土星從不顯示新月形階段

為什麼？我們可以觀察到像金星這樣的行星上的相位，它們的大小比土星小得多。土星沒有被潮汐鎖定在太陽上（只有水星）。

那為什麼土星的陽光照射面總是面對地球？

引用指出，土星從不顯示_crescent_階段，不是說我們看不到任何階段。
@ReinstateMonica--notmaynard這是事實，但是我們如何只能看到減少的階段？該階段還必須增加才能再次減少。
您可能會誤解“新月”，即月球或行星盤不到一半的光被照亮。階段的減少部分是“減弱”，而增加部分是“打蠟”。我的意思是，引號並沒有說明我們看不到任何階段（正如您的問題的標題所述），只是我們看不到新月形。
@ReinstateMonica--notmaynard是的，我將其與德語中的“新月”（zunehmend）顯然是英語“打蠟”的階段的描述相混淆。感謝您的解釋！
@ReinstateMonica--notmaynard,很有趣，因為從詞源上講，它的意思是“成長”。 “在拉丁語中將月神漸強應用於月球上，但隨後在拉丁語中誤認為是形狀而不是舞台。” https://www.etymonline.com/word/crescent#etymonline_v_338
* O Fortunavelut lunastatu variabilis，semper ** crescis ** aut ** decrescis ***（“ O Fortune，就像月亮一樣，您是可變的，總是起伏不定”）另請參見https://www.etymonline.com/word / crescendo＃etymonline_v_29065
五 答案:
Swike
2020-08-09 17:53:51 UTC
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相位只是在不同的照明角度和觀察角度下物體的不同感知照明。如果觀察者相對於物體位於與照在物體上的光源相似的方向，那麼您應該期望看到絕大多數物體被照亮，如果觀察者位於與物體相反的方向上物體背光，並且如果您相對於光源方向成直角觀察物體，您會看到物體半照明。

由於水星和金星始終在地球軌道內並像地球一樣以不同的速率圍繞太陽運動，地球（觀察者）能夠相對於照在被觀察行星上的光源以任何角度定位自己。這意味著您可以看到水星或金星的任何相位（由於太陽的身體遮擋了視線，因此從100％完美照明的相位除外）。在這裡，您有一個關於金星的示例：

enter image description here

現在從地球觀察者對外部行星的觀察者的角度考慮發生了什麼。地球永遠不會有機會看到行星的背光面，因為它的軌道上沒有任何位置可以允許這樣做。從另一顆行星上可以看到，地球總是靠近太陽，因此白天幾乎只能看到它，這意味著從地球上幾乎只能看到行星的照明區域。

火星是最接近的外部行星，因此地球設法獲得足夠的伸長率，可以看到一點夜空，但是從這裡看，它只是磁盤的一小部分。這裡有一張從地球上看到的火星相位的圖片：

enter image description here

對於遙遠的行星來說，情況甚至更糟。土星是如此遙遠，以至於它的有利位置使地球基本上總是靠近太陽（靠近光源）。從地球看，土星似乎總是被完全照亮，其邊緣很小，可以在理想條件下看到一小段新月形的黑暗。只有使用卡西尼號和旅行者號這樣的航天器，我們才能夠從背後看到土星的樣子。人類第一次這樣做是在1980年，照片是這樣的照片（來自Voyager）：

enter image description here

在此之前，我們從未見過夜晚覆蓋了磁盤的百分之一以上。甚至土星在環上投下的陰影也幾乎不可能從地球上發現。看看這張業餘照片，這張照片恰好在土星後面的環上（右下部分）顯示了一點陰影：

enter image description here

從地球的角度來看，幾乎沒有陰影，這是因為地球的軌道在土星內部，而土星遠離地球。地球總是非常靠近連接光源（太陽）和被照亮物體（土星）的線，以至於您不應該期望此處的相位超過“滿”。簡單的幾何。

好答案！但是，出於好奇：旅行者照片中的土星“黑暗面”被照亮的原因是什麼？
可能是戒指的反射？
從我們的角度來看，土星是否有可能被木星所掩蓋？木星越來越近，也越來越大，所以我想它們有可能（雖然很少見）排列成土星在木星的陰影下。
@DarrelHoffman我想如果三顆行星對齊，木星越近越大，可能會掩蓋土星，但是木星的“影子”（木星對日土星的日食）不會到達土星（太遠了！）。
@DarrelHoffman您應該將其作為一個新問題提出。我可以用幾何來回答它，所以一切都清楚了。
Azrantha
2020-08-10 17:48:42 UTC
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這裡所有其他答案都是完整的，而且比我寫的任何東西都更深入。但是，如果您更喜歡用肉眼看事物，這是一張糟糕的，不按比例繪製的2分鐘繪畫圖。

無論地球在軌道上的哪個位置，您都無法看到更多而不是土星的陰暗面，因為我們太（相對）靠近太陽。

Relative orbits of earth and saturn (not to scale)

完美的答案...
縮放比例實際上還不錯，您的圖形上的Saturn為8.5 AU，而實際上為9.5 AU。 https://i.imgur.com/HvgSga7.png
Scrat想要他的橡子回來。。。哦，那是SATurn嗎？
答案簡單明了。我想畫這樣的東西，但是你更快。 :)
@corsiKa人體的直徑是否與距離相同？
@phoog他們不是。如果他們是亞像素！
@corsiKa這是一個反問性的問題，支持以下論點：圖紙確實“未按比例繪製”。 :-)
planetmaker
2020-08-09 15:57:57 UTC
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答案是簡單的幾何：我們距離太陽1 AU，土星距離太陽10倍。從土星看地球，地球總是在太陽的前方，後方或緊挨著太陽。土星的觀測者會看到地球的相位，就像水星對我們一樣。

反之亦然，我們離太陽太近，以至於我們總是只看到地球。土星的白天，因為我們永遠都不會處於類似的距離，所以我們永遠也看不到終結者或夜晚（就像卡西尼號可以想像出來的那樣）。側面被照亮（請參見我們的月球）-除非將屍體潮汐地鎖定在太陽上。我們確實看到了土星自轉的不同側面-只是不像木星那樣明顯，因為土星上的雲層並不像木星那樣獨特。

antispinwards
2020-08-09 15:56:21 UTC
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新月相僅在離物體比太陽更遠的位置可見。例如，參見此月相圖：當月球位於其軌道的朝陽（相對於地球）側時，月牙相就會發生。

地球始終更近比土星更適合太陽因此，您永遠看不到地球處於新月形的土星。

Kai
2020-08-13 02:38:35 UTC
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我做了一些動畫來演示別人已經說過的話。在這裡，外層行星位於3 AU（土星約為9 AU，更遠）。每個行星的光亮面始終面向太陽。由於地球相對於土星離太陽如此之近，所以我們幾乎只能看到它的光面。另一方面，如果您從土星看地球，您會看到相位：當地球在土星和太陽之間時，您會看到黑暗的一面。在右側，您可以看到每個行星彼此的大致外觀。

enter image description here

這是出色的可視化效果。您使用什麼軟件？地球大部分是藍色的。 :)
@ZsoltSky我使用Mathematica來製作，不幸的是我沒有足夠的時間真正地玩弄它，我正在考慮為土星哈哈製作戒指。


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