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太陽系探索——水星大寫真

（2006年02月10日 17:31:53） 來源︰《太空探索》

□作者: 尹懷勤

[1]

　　難得一見的水星
　　
　　水星是離太陽最近的行星。它到太陽的平均距離僅為5791萬千米。因此，從地球上看去，水星總是被淹沒在太陽的光芒下，很難見其身影。只有在即將日出前的東方天空或剛剛日落後的西方天空才有可能看到它。但即使在這種時候，水星也常常因為太接近太陽而無法看到，而且日出前日落後的天空太亮，水星很容易被忽略掉。
　　
　　“飛奔”的行星
　　
　　由于水星繞太陽的軌道是一個扁扁的橢圓，因此離太陽最近處只有4660萬千米，這比起地球到太陽的距離來，近了幾乎70%。它離太陽這麼近，太陽引力對它的作用也就格外強。所以，我們地球繞太陽運行的速度大約為30千米／秒，而水星繞太陽運行的平均速度卻達到48千米／秒。真可以說是一顆飛奔的行星了。
　　因此，水星的英文名字叫做mercury(墨丘利)，墨丘利在希臘神話中是天神的信使，通常被畫為腳生雙翼的形象，象征他在送信時神行如飛。
　　

　　一日到比一年長
　　
　　水星非常靠近太陽，所以軌道很小，而且它又跑得飛快。這樣，它繞太陽一周也就是一個水星年只要88個地球日。然而它繞自轉軸轉動卻非常緩慢，從今天的日出到明天的日出，也就是水星上的一天，竟然長達176個地球日。這樣算起來，一個水星日竟然等于兩個水星年。如上圖，一個在1號地點看日出的人，必須等到回到1號地點才能再看到日出。此時，水星已繞太陽公轉了兩周。
　　有趣的是，水星的公轉軌道太扁太長，因此離太陽比較近的時候運動比較快。由于這個原因，太陽在水星天空中的移動看上去是不均勻的。從水星上的一定地點，你可以看到太陽先升起，接著似乎又改變了主意，又落下去了，然後又再升起，同樣的情形也發生在日落時，太陽先落下，接著又短暫升起，然後再落下。
　　

　　水星的軌道為什麼這樣古怪？

　　比起除冥王星外的所有大行星，水星的軌道顯得很扁長。軌道對于行星軌道公共平面的傾斜也很大。水星離太陽這麼近，為什麼它的軌道不像金星的軌道那樣接近正圓，而且位于太陽的赤道平面上呢?科學家們目前還無法解釋這一現象。
　　
　　神秘的磁場?
　　
　　水星的磁場一直讓科學家迷惑不解。行星要帶有磁場，必須具有一顆能產生電流的液核，液核還要迅速旋轉以造成液體渦流。月球和火星沒有液核，所以它們也就沒有磁場。水星也沒有液核，旋轉也很緩慢，按理應該沒有磁場，但奇怪的是，水星卻有一個微弱的磁場，與地球上的非常相似。有些科學家猜測，可能早期的水星內核是液態的，後來才冷卻成固態的。但這只是猜測，真正的原因還有待科學家們進一步研究。
　　

　　小而不輕
　　
　　水星的直徑平均為4879千米，約是地球的八分之三，僅比月球稍大一點。在沒發現冥王星之前，科學家一直以為它是九大行星中最小的一個。但它的平均密度卻十分驚人，高達5.46克／立方厘米，僅次于地球，位居第二。科學家們推測，它的內核有65%是較重的金屬，外部有500～600千米的岩石殼體。
　　
　　水手10號的探測
　　
　　水星由于離太陽太近，使望遠鏡觀測十分困難。而對于軌道天文台如哈勃空間望遠鏡來說，觀測水星就更加困難了。因為即使望遠鏡沒有指向太陽，只是靠近它，任何一個突發的反射，都可能摧毀整台設備或其中的配件。因此，若想詳細地了解水星，只能向它發射探測器。1973年，美國研制的水手10號探測器發射升空。于1974到1975年間，三次飛越水星，對水星進行探測。最近時距離水星僅為327千米。共向地面發回5000多張照片，覆蓋了水星的一半表面，分辨率可達1千米。
　　

　　環形山的世界
　　
　　水手10號發回的大量照片表明，水星表面酷似月球。密布著大大小小的環形山。此外，還有平原、裂谷、盆地等地形。環形山保持著水星早期曾遭隕石轟擊的記錄，其周圍仍有明顯的輻射條紋，這是沒有經受大氣風化的證據，說明水星在幾十億年里不曾有過大氣。在水星表
　　面也未曾看到被浸蝕過的痕跡，說明它也不存在水。
　　

　　卡路里盆地
　　
　　以水星北緯30度、西經195度為中心，有一個名為卡路里的大盆地。直徑約有1300千米。是在大約36億年前，可能是由一顆直徑將近100千米的小行星撞擊後形成的。撞擊後周圍拱起了多個同心山環，其撞擊力還造成了“星震”，產生的沖擊波像水波般傳遍了整個水星表面。卡路里盆地的正背面有座低矮的山脈，就是那次撞擊造成的皺褶。
　　

　　跟我一起看水星
　　
　　雖然都說水星很難看到，但如果能把握時機，再趕上天氣好，看到它並不是很難。由于水星和地球都不停地繞著太陽轉動，從地球上看去，水星與太陽之間的角距在不停地變化。如圖所示，當水星處于P2或P4的位置時，與太陽之間的角距最大，我們稱它為“大距”或“大距角”。水星運行到P2的位置時，我們從地球上看，它在太陽的東邊，因此稱為“東大距”。水星運行到P4的位置時，從地球上看它在太陽的西邊，稱為西大距。只有當水星處于“大距”時，我們才有可能看到它。
　　由于水星和地球繞太陽公轉的軌道都是橢圓的，所以水星與地球之間的距離總在變化，水星的大距角也總在變化。最大時可達28度，最小時只有18度。
　　今年7月還有一次看水星的好時機。7月10日水星西大距，如果天氣好的話，在日出前的東北方天空，地平高度15度的地方，就有可能看到亮度0.4等的水星。
　　
　　酷熱的赤道與寒冷的極地
　　
　　水星離太陽很近，長時間地受到陽光的直射，因此正午時赤道地區溫度可達430度，鉛放在這里也會融化。而到了夜晚，由于沒有大氣保溫，導致熱量迅速散失，致使溫度越降越低，以致最低可達-180度。
　　而且，水星的自轉軸幾乎和軌道平面完全垂直，因此極地很難見到陽光，一些接近極地的地區，如隕石坑的底部，溫度終年在-200度以下。1991年，天文學家們用地球上的射電望遠鏡向水星發射了電波，發現水星南北兩極的許多大環形山底部有類似冰質的反射雷達波。天文學家們推測可能是冰面。但這些發現還需要進一步確證，因為別的物質，比如說硫磺，也能產生類似的結果。

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文章作者:尹懷勤
責任編輯:skylook

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