2012年6月5日至6日，金星将在本世纪中最后一次通过日面。准备好去观赏吧！ 今年6月，金星将在10年内第二次飞越太阳表面，而下一次将是在105年以后。在6小时40分钟的时间内，当金星通过明亮的日面时，人们可以看见它的轮廓呈现为日面上一个小小的黑色圆斑。这种现象上次发生是在2004年6月8日。如果错过了2012年的金星凌日，那么人类就要经过漫长的等待，直到2117年12月11日才能再次目睹这一奇观了。
本次金星凌日的当地时刻，在西半球是6月5日，东半球为6月6日。北美洲的绝大部分观测者将在6月5日星期二的下午看到金星凌日开始，日落时凌日尚未结束。阿拉斯加、夏威夷（恰巧可见全过程）、太平洋大部、澳大利亚东部和东亚可以自始至终看到事件的全部过程。
欧洲大部分地区、东非、西亚、南亚和澳大利亚西部的观测者，将在6月6日早晨看到“带凌日出”的奇观。而非洲南部大部分地区、西非、葡萄牙和西班牙南部的观测者则很遗憾地将彻底错失此次金星凌日。下面的地图展现了上述情况。
金星凌日四部曲
当金星恰好在地球、太阳之间并与它们排成直线时，也是金星与地球之间距离最近的时候。所以这时金星的视直径达58角秒，显得比木星最大的时候还要大。视力好的人不用望远镜放大就能看到金星横穿日面，但是切记一定要通过太阳滤光片观赏。请务必牢记，没有适当防护地以肉眼直视日面会永久性地烧伤你的视网膜。观看金星凌日，使用观赏日偏食的防护装备即可。使用7，5厘米至15厘米口径的望远镜，加盖全口径太阳滤光膜，可以大大提升观赏的效果。新近开始流行的氢a窄波段太阳望远镜则可以让你观赏到色球层（太阳的上层大气）衬托着金星的美景，甚至可能看到日珥出现。
尽管金星凌日持续的时间超过6小时，但是最主要的时刻只有两个各自长达18分钟的时间段，也就是金星进入和离开日面。这两个时间段的起止点都是金星的圆面恰好与日面边缘相切的时刻。
凌日的开始时刻是所谓的第一切（初亏），也就是金星圆面首次接触太阳光球（即发出白色光芒的太阳表面）圆面的那一刻。第二切（食既）则是指行星被阳光完全包围的那一刻，也就是金星彻底进入日面内的那一瞬。
在金星穿越了日面而接近太阳的另一侧边缘时，原先进入的过程将以相反的次序重演。第三切（生光）是金星再次接触日面边缘的那一刻，此后，行星不再完全被阳光包围。在第四切（复圆）的一瞬间，行星轮廓在日面上的阴影将从太阳的边缘上消失，凌日完全结束。
第一切和第二切合称“入凌”，第三切和第四切合称“出凌”。
金星凌日的发生频率
在太阳系天体排成直线所形成的特殊天象中，金星凌日是最罕见的几种之一。自从伽利略首次使用望远镜观测宇宙以来，总共只发生过7次金星凌日。金星下合日（从地球和太阳之间通过）每584天一次，但金星轨道面和地球轨道面之间有3.4。的倾角，这使得金星在合日期间通常是从日面之外的南侧或北侧通过，而非穿过日面。只有当金星下合日时的轨道位置距离金星轨道面与地球轨道面相交之处（金星轨道的升交点和降交点）很近的时候，才会发生凌日现象。这些“凌日窗口”的时间长度只有8小时左右，目前只出现于每年6月初（降交点）和12月初（升交点）。这就是金星凌日为何如此罕见的原因。
金星凌日以一种有趣的243年周期反复发生：在一个周期中，相邻两次凌日的时间间隔依次为8年、105.5年、8年、121.5年。例如，发生于2004年和2012年的两次凌日，相隔8年，相继发生在金星轨道的降交点上，从太阳上看，可以见到地球北半球6月的夏日景象。经过105.5年之后，下一对凌日事件将发生于2117年和2125年，位置都是金星轨道的升交点，地球上正值公历12月，是北半球的冬日。再过121.5年，新一轮243年的周期重新开始，相隔8年的成对凌日事件将于2247年6月和2255年6月在降交点重演。
金星凌日小史
开普勒（Johannes Kepler）是历史上第一个准确预报金星凌日的人，他在1627年发表的《鲁道夫星表》中准确预报了将于1631年发生的金星凌日。尽管获得了这样辉煌的成就，但是开普勒对于凌日具体时刻的预报误差较大，这令他无法对凌日现象在地球上的可见区域做出预测。而且令人遗憾的是，1631年的这次凌日欧洲并不可见，因为在凌日时刻太阳还未升起。
这一时期，才华横溢的年轻天文学家JeremiahHorrocks正居住在英国兰开夏郡的Hoole小镇（现名为Much Hoole镇）上。开普勒的预报是金星凌日将在1631年和1761年发生，而Horrocks修正了开普勒的计算结果，发现在他使用的儒略历上，1639年11月24日还有一次金星凌日（英国当时使用儒略历，按照现行的公历或称格里历，应为1639年12月4日）。Horrocks预报，在英格兰可以见到这次凌日，是在下午3时左右开始。到了那一天，他在一问黑暗的房间里，用一具简单的只安装了单透镜的折射望远镜，将日面像投射到一张白色卡片上，从清晨就守候在那里，监视着凌日的迹象。下午的时候，很不巧，他被叫出去处理教堂事务。当他在3时15分回来继续观测的时候，发现凌日已经开始了。半小时后，太阳就下山了，但是Horrocks的这次观测让他成功地估计出金星的视直径约为1角分。在这次凌日观测后不久，Horrocks就因某种不明原因很不幸地突然去世，一位前途无量的年轻科学家的生命戛然而止。
岁月流转。1677年，哈雷（Edmond Halley）在南大西洋上的圣赫勒拿岛上研究南天恒星时，曾经观测到一次更为常见的水星凌日现象，当然水星的直径较金星小得多。此事促使哈雷在数十年后发表了一篇论文，该文提出一种利用未来的金星凌日现象精确地测量日地距离的方法和观测方案。他建议，组织远征队奔赴纬度最高的地区，对凌日的各相切时刻进行细致的位置测量和时间测量。实际上，与到金星的距离相比，地球上相距最远的观测者之间的距离也堪称很小。不过即便如此，利用他们在金星穿越日面时观测到的视差，也可以测出地球与金星的距离——而且由此可以进一步推出日地距离，估测太阳系的大小。哈雷的这篇论文给未来的天文学家们出了一道难题： 因此，我反反复复向那些好奇的天文学家们要求——在我去世之后，他们将获得一次观测这些现象的良机——记住我的忠告，……去更准确地测出那些行星轨道的大小，这将带给他们不朽的名声和光荣。
哈雷的话可谓是掀起了18至19世纪的国际空间竞赛。当时再也没有哪一个天文学问题比测量太阳系的大小及确定一个基本测量单位的实际长度更重要的了，这个基本测量单位就是赫赫有名的“天文单位”（地球与太阳之间的平均距离）。为此，欧洲各主要国家（后来还有美国）展开了一场激烈的竞争，看谁能够做出最精确的测定。
1761年和1769年的金星凌日引起了全世界的远征观测浪潮，许多著名科学家、探险家都参与其中，例如Guillaume LeGentil、James Cook、Charles Mason、JeremiahDixon和Claude Chappe等。他们长途跋涉，克服种种艰难险阻，奔赴印度、大溪地岛（南太平洋波利尼西亚群岛中最大的岛屿，或译塔西提岛。——译者注）、南非、西伯利亚等遥远的异国观测点。
整个18世纪的远征观测都遗憾地未能取得令人满意的结果。一种名为“黑滴效应”的神秘现象干扰了对关键的第二切和第三切的计时。金星的轮廓不是在一个可以准确测定的时刻干净利落地接触日面边缘，而是长出一个有点儿像雨滴的狭窄颈项或小珠子，首先触碰日面边缘，因此相切的时刻难以测准。现在我们已经知道这种黑滴是由于地球大气造成的模糊、望远镜的衍射效应和光学瑕疵造成的，其中衍射效应是所有望远镜都不可避免的，而望远镜的任何一种光学瑕疵都会助长黑滴效应。
19世纪的各大强国没有因为这一难题而畏葸不前，他们为测量天文单位的长度值悬出重赏，激励1874年和1882年金星凌日观测的新远征。这一次美利坚合众国扮演了主角，美国海军天文台组织了数只远征观测队。在其它诸国之中，法国组建了JulesJanssen挂帅的远征队，英国人则由George Airy领军。为了克服黑滴效应，所有队伍都装备了性能更加优异的望远镜和新式照相设备。可惜的是，取得的观测结果相比一个多世纪前却没有很明显的改善。
到了19世纪末，出现了更好的测定天文单位长度值的方法，包括测量光行差（地球公转的轨道速度导致恒星光线的入射方向偏转了多少角度）和近地小行星在恒星背景中的视差。第一颗可用于这种测量的近地小行星发现于1898年，即433号小行星——爱神星。
尽管金星凌日的科学价值不再像在上两个世纪那样重要，但它仍是异常罕见和壮美的天文现象，哈雷曾经称其为“迄今为止天文学可预见的最可贵的景象”。
2012年的天气情况预测
因为机会转瞬即逝，想要观测成功，天气预报将是观赏2012年金星凌日时最关键的因素。一个好消息是，凌日的持续时间足够长，即使有云也可能会幸运地出现缝隙，或者来得及赶赴其它地点。凌日爱好者们还可以根据以往的天气记录，选择预期天气状况更为乐观的地方。
对于非常认真的凌日观测者而言，理想的观测地点应是能够目睹其全程的地方，特别是入凌和出凌两个时刻。在这个地带中，有一个国家在6月初的天气状况特别优异，超乎别处之上，那就是澳大利亚。不过只有澳大利亚的北部和中部位于全程可见的区域中，澳大利亚西部则看不到凌日的开始时刻。
在南半球，6月份正是冬季，而澳大利亚（本地人称澳国为“Oz”）又可分为两部分地区：有阳光的和没有阳光的。澳洲北方的大部分都在有阳光的区域，据一些地方的气象站报告，在6月平均有90%以上的白天时间阳光明媚。阴冷的南方则连这个量的一半都很难达到，所以最热心的凌日观测者们应当前往昆士兰州或者北领地。根据气象记录，有三处地点条件最佳：北领地的Katherine和TennantCreek，昆士兰州的Mount Isa。这几处之间的地区也很不错。澳洲西部的Halls Creek的预期天气状况也是阳光异常明媚，可是这里过于靠近日出时凌始地区的边界。
在北美，凌日过程尚未结束，太阳就落下了，越往西去能看到的凌日时间越长。沿着加利福尼亚的海岸线和在西南部的沙漠中，可以找到最好的观测地点。加州沿岸各地的统计数据显示，晴朗时间在最高的地方平均为60%至65%——相当高，但还比不过亚利桑那。图森市及其周围在6月份有93%的日子晴朗无云，可以和澳大利亚天气最好的地方相媲美。
如果想在北美看到凌日的全过程，那就必须前往加拿大北部或者阿拉斯加。从天气数据看，在整个北方地区中，加拿大的Yellowknife市天气晴朗的时间最多，平均达64%，是最好的观测凌日的地点。
在美国和加拿大的其它地方，云量的预测结果不容乐观。6月是傍晚时雷雨天气最多的季节，越向东有云的可能性越大，越过阿巴拉契亚山脉在大西洋沿岸达到顶点。但是，汽车的机动性让每一个铁杆爱好者都可能看到这次金星凌日。我们可以得到未来三至五天的准确可靠的天气预报，然后赶赴一个更佳的地点去进行观测。
在夏威夷群岛，将看到令人赞叹的凌日景象，在夏威夷岛上入凌和出凌都能看见，出凌时刻恰在太阳即将落入海面之前一小会儿。沿夏威夷岛链向西北方而行，晴天的统计数据在逐渐增加，不过因各岛情况和各处地形之不同，云量的变化相当明显。大体上，各岛的上风处比下风处有云的可能性更多些，但并不绝对。在夏威夷岛，上风方向的希洛（Hilo）平均有33%的晴朗时间，而下风方向的科纳（Kona）则高达51%。瓦胡岛的天气模式与夏威夷岛相同，上风的Kaneohe海湾平均有47%的时间晴朗无云，而下风处的檀香山市区则有61%的时间是好天气。对于最热切希望观测金星凌日的朋友们来说，中途岛的气象统计数据是最佳的，这里阳光明媚的时间占80%，与澳大利亚最好的地点相比也不逊色。
尽管在莫纳克亚山的峰顶（允许前去的机会有限），当金星处于日面之中时，太阳的地平高度很低，但有些凌日观测者向往的地点或许正是此处。假如没有高空云层的干扰，高海拔地点的大气透明度和干燥度对于观测而言就具有很大优势。这种优势是必需的，因为在下午，低处的空气被太阳加热而流动，会产生大气湍流，严重影响高海拔处的观测。在低处，这种湍流也是一种严重的困扰，但可以通过沿着海岸选择合适的地点而克服，从这些地方向外望去皆是海水，而海水相对低的温度可以使大气保持稳定。 大溪地岛上的金星角是库克船长观测1769年6月金星凌日的地点，那里建有历史纪念碑。虽然从大溪地岛不能看到2012年金星凌日的全过程，但是法属波利尼西亚在6月正当旱季，天气条件非常合适。在南太平洋的各个良好观测地点中，帕皮提市的平均晴朗时间最多，达67%。金星角是个深受游客欢迎的公园，常常是人山人海，但其周围的沙滩上有着开阔良好的观日视野。在库克纪念碑周围的公园中心，树木繁茂，不适合观测。纪念碑所在之处其实并非库克船长的队伍当年的实际观测场所，真实的地点似乎更加靠近海滨，那里现在是一块私人土地。
在东南亚、中国和日本，预期天气状况比较糟糕。这里的雨季刚刚开始，天气阴晦。太平洋西岸各地之中，菲律宾北部和中国台湾之间的区域被该纬度经常出现的副热带高压所控制，云量较少。
在非洲、中东和印度，预期天气状况良好的地带从撒哈拉沙漠开始，穿过埃及和土耳其，直抵伊朗和阿富汗。如果要至少保证能看到金星凌日的部分过程，那么应该去沙特的利雅得，那里拥有无与伦比的气象统计数据：平均97%的晴朗时间。
无论你身在何方，都请尽最大努力欣赏这一壮美天象吧！这是你最后一次看到金星凌日的机会了——除非你还很年幼，而且能再活上105年！
——译自《天空与望远镜》（2012年1月号）
你能不用望远镜看到金星吗？
仅凭目力而不用望远镜（但一定要使用安全的太阳滤光片），你可以看到日面上的金星吗？巴尔的摩的HermanHeyn先生提出了下面的测试，可以帮助你提前做出回答。在一张白纸上准确地画一个直径2毫米的黑点，在光线良好的环境下，从7米外看这张白纸。你能看到那个黑点吗？
测量太阳系的大小
在18和19世纪，天文学的一个中心问题是测定太阳系的真实大小——就像对于20世纪的天文学家而言，测定了哈勃常数，就可以为银河系之外的宇宙提供一把真实距离的标尺。
感谢约翰纳斯·开普勒1619年发表的行星运动第三定律，人们很早就清楚地知道了各行星与太阳、以及它们相互之间的相对距离。这个定律指出，行星与太阳平均距离的三次方与其轨道周期的平方成正比。行星的轨道周期早就可以高精度地测定。于是，天文学家们早已知道金星与太阳的平均距离是日地平均距离的72.3%，诸如此类。
但是到底有多远呢？日地平均距离作为测量其它天体距离的标尺，获得了一个异常重要的名称——天文单位（Au）。但是一直没有人能确切地说出一个天文单位到底有多长，这令人大伤脑筋。
1716年，哈雷提出了一种精确测定天文单位长度值的办法：从地球上南北相距尽可能远的两地，对行星凌日过程进行精确计时。有两颗行星可以凌日：水星和金星。但是哈雷意识到，虽然水星凌日更为常见，但在这个问题上，观测金星凌日比观测水星凌日优越得多，这是因为金星距离地球更近，同时距离太阳更远。
如下面这张比例大幅夸大的示意图所示，地球上南北相距很远的观测者们将看到金星从太阳上不同的位置穿越日面。每条路径的相对长度都可以通过对凌日开始时刻和结束时刻精确计时而求得。第二切和第三切是精确测时的最佳时机。利用一些几何学知识，就可以用这两条路径的长度差求得金星的视差，也就是从两个不同地点观测时，金星视位置的差。
给定每个地点的纬度（在凌日观测远征中不难测得）和地球的直径（在哈雷的时代已经精确到了1%以内），就可以求出以千米或英里这样的单位表示的、两个观测者之间基线的真实长度值。然后，图中那两个对顶的小三角形的另几条边的长度值也就可以用“千米”求出来了。
东西分开的一对观测点实际上也可以被利用，但在那个时代难度更大。一支凌日远征队必须为此精确地测定自己所在的经度——这正是难点所在——此外还要在凌日的相切时刻记录下当地的真实平太阳时（可以在夜间进行恒星观测以校准远征队的时钟）。一旦知道了天文单位的真实长度值，就可以立即推出其它行星与太阳的真实距离，以及与地球的真实距离，从而结合望远镜的视直径测量，就可以得出以“千米”表示的真实直径。对于有卫星的行星，还可以推得卫星的真实轨道长度，从而也就知道了吸引着它们的行星的质量。
（责任编辑：孙媛媛）
