金星是天空中最亮的星體之一,又是距離地球最近的行星.當(dāng)金星運行到太陽和地球之間時,人們可以看到太陽表面有一個小黑點在慢慢穿過,這種天象即“金星凌日”.
金星圍繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道基本呈圓形,因此它到太陽的距離基本保持在1.08億公里.與太陽系其它行星不同,金星圍繞太陽逆向運轉(zhuǎn).這時,金星在圍繞太陽運轉(zhuǎn)13圈后,正好與圍繞太陽運轉(zhuǎn)8圈后的地球互相靠近.“金星凌日”現(xiàn)象的出現(xiàn)規(guī)律通常是8年、121.5年,8年、105.5年,以此循環(huán).
金星在即將接近和離開太陽之前,會產(chǎn)生所謂的“黑滴”現(xiàn)象,值得特別注意.所謂黑滴,說白是種光學(xué)現(xiàn)象.如果對著光亮,將兩根手指逐漸靠攏,在它們靠得很近的時候,盡管手指確實沒有接觸,我們卻看到兩指之間,已經(jīng)有陰影把它們“溶”在一起,就像是手指間有水滴一樣.而金星凌日的“黑滴”現(xiàn)象,就是金星和太陽即將接近和分離前,兩個星球好像兩個大水滴,突然“融合”,很是奇妙.
金星凌日是當(dāng)金星運行到太陽和地球之間時發(fā)生的一種罕見的天文現(xiàn)象.由于水星、金星是位于地球繞日公轉(zhuǎn)軌道以內(nèi)的“地內(nèi)行星”.因此,當(dāng)金星運行到太陽和地球之間時,可以看到在太陽表面有一個小黑點慢慢穿過,這種天象稱之為“金星凌日”.
金星凌日的時間通常是用小時來計算（2004年和2012年,持續(xù)大概6小時）.現(xiàn)代天文學(xué)之前,人們通過觀察金星凌日,用視差來測量日地之間的距離.
金星凌日發(fā)生的原理與日食相似.當(dāng)太陽、金星和地球排成一條直線,就有可能發(fā)生金星凌日.但由于金星和地球的繞日運行軌道不在同一個平面上,而是有一個3.4度的傾角,在大多數(shù)的情況下,太陽、金星和地球排列成一條直線時（下合日）,金星不是在太陽的上面通過,就是在太陽的下面通過.地球每年6月8日和12月10日的前后分別經(jīng)過金星軌道的降交點和升交點,如果此時日、金、地三者恰好排成一條直線,就會發(fā)生金星凌日.
“凌日”是極為難得的天文觀測機會,通過觀測研究,可以更精確地測定地內(nèi)行星的運行軌道.尤其對金星凌日現(xiàn)象的觀測,還曾用于測定天文單位的準(zhǔn)確值.
最早關(guān)于金星凌日現(xiàn)象的記載來自阿拉伯自然科學(xué)家、哲學(xué)家法拉比.他在一張羊皮紙上寫道：“我看見了金星,它像太陽面龐上的一粒胎痣.”如果這是真實的,那么法拉比看到的是在910年11月24日發(fā)生的金星凌日.
17世紀(jì),英國天文學(xué)家愛德蒙·哈雷最早提出了觀測方法.但哈雷從未遇上過金星凌日.在哈雷提出觀測方法后,曾出現(xiàn)過4次金星凌日,每一次都受到科學(xué)家的極大重視.
最早成功預(yù)報金星凌日的是德國天文學(xué)家開普勒.他成功預(yù)言了在1631年12月7日發(fā)生的金星凌日.
1761年5月26日發(fā)生的金星凌日,使俄國天文學(xué)家羅蒙諾索夫發(fā)現(xiàn)了金星大氣,這是人類第一次知道除地球以外有大氣的行星.
19世紀(jì),天文學(xué)家通過金星凌日搜集到大量數(shù)據(jù),成功地測量出日地距離1.496億千米（一個天文單位）.