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水星
（2005年08月02日 11:04:56）
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□作者:
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水星是太陽系九大行星之一，按離太陽由近及遠的次序排列為第一顆。 |
概述
水星在太陽系中是第二小的行星，同時也是最靠近太陽的行星。 水星目視星等範圍從 0.4 到 5.5；水星太接近太陽所以望遠鏡很少能夠仔細觀察它。水星沒有自然衛星。唯一靠近過水星的衛星是美國探測器水手10號，在1974年—1975年探索水星時，只拍攝到大約45%的表面(見右圖)。水星是太陽系中運動最快的行星。 水星的英文名字Mercury來自羅馬神墨丘利。符號是上面一個圓形下面一個交叉的短垂線和一個半圓形(Unicode: ☿). 是墨丘利所拿魔杖的形狀。在第5世紀，水星實際上被認為成二個不同的行星，這是因為它時常交替地出現在太陽的兩側。當它出現在傍晚時，它被叫做墨丘利；但是當它出現在早晨時，為了紀念太陽神阿波羅，它被稱為阿波羅。畢達哥拉斯後來指出他們實際上是相同的一顆行星。中國古代則稱水星為“辰星”。
物理性質
大氣 水星只有微量的大氣。水星的大氣極其稀薄。實際上，水星大氣中的氣體分子與水星表面相撞 的頻密程度比它們之間互相相撞要高。出于這些原因，水星應被視為是沒有大氣的。“大氣”主要由氧，鉀和鈉組成。 組成水星大氣的原子不斷的被遺失到太空之中，由于鉀或鈉原子在一個水星日 (一個水星日——在其近日點一日時間的一半)上大約有3小時的平均 "壽命"。散失的大氣不斷地被一些機制所替換，如被行星引力場俘獲的，火山蒸汽，以及兩極的冰冠的除氣作用。
溫度和日照情況 水星表面平均溫度約452K，變化範圍從90到700K；可以比較一下地球，地球上的度溫變化只有11K。(這里只是太陽輻射能量，不考慮”季節”，“天氣”) 水星的表面的日照比地球強 8.9 倍，總共輻照度有 9126.6W/m2。 令人驚訝地，在1992年所進行的雷達觀察顯示，水星的北極有冰。一般相信，這些冰存在于陽光永無法照射到的環形山底部，由于彗星的撞擊和/或行星內部的氣體冒出表面而積累的。
地形地貌 水星的環形山很類似月球。水星表面最顯著的的特證(只包括已經被拍攝過的部分)之一是一個直徑達到1350km的沖擊性環形山︰卡路里盆地，是水星上溫度最高的地區。水星地形被標記為多起伏的，原因是幾十億年前水星的核心冷卻收縮引起的外殼起皺。大多數的水星表面包括二個不同的年齡層；比較年輕的比較平，或許是因為溶岩浸入了較早地形的結果。除此之外,水星有“顯著性”的“周期性膨脹”。 水星的表面很像月球。1976年，國際天文學聯合會開始為水星上的環形山命名。
水星的地形特征列于下︰ 環形山——請參閱水星環形山列表 反照率特征 (標識出不同區域的反射情況) 大山脈——請參閱水星大山脈列表 山脈 大平原——請參閱水星平原列表 斷崖——請參閱水星斷崖列表 大峽谷——請參閱水星峽谷列表
內部物質組成 這個行星有一個相對大的(即使是與地球相比)的鐵質核；水星由大約 70% 的金屬和 30% 的 酸鹽組成，以致密度較高。平均密度是 5430kg/m3；略微地小于地球密度。地球高密度產生的原因是地球的質量壓縮了地球的體積。水星的質量只有地球的 5.5%——鐵核佔據了 42% 的行星容積。(地核只佔 17% )，核的周圍是 600km 厚的行星幔。
公轉 水星的運行軌道是偏心的，半徑從 46M 到 70M 變化。圍繞太陽的緩慢歲差不能完全地被牛頓經典力學所解釋，以致于在一段時間內很多人用設想的另外一個更靠近太陽的行星(有時被稱為火神星)來解釋這個混亂。這稱為“水星近日點進動”。無論如何，愛因斯坦的廣義相對論後來提供了一種可以消除這個小誤差的解釋。
自轉 1889年意大利天文學家夏帕里利經過多年觀測認為水星自轉時間和公轉時間都是88天。直到1965年，美國天文學家才測量出了水星自轉的精確周期58.646天。 在一些時候，在水星的表面上的一些地方，在同一個水星日里，當一個觀測者(在太陽升起時)時觀測，可以看見太陽先上升，然後倒退最後落下，然後再一次的上升。這是因為大約四天的近日點周期，水星軌道速度完全地等于它的自轉速度，以致于太陽的視運動停止，在近日點時，水星的軌道速度超過自轉速度；因此，太陽看起來會逆行性運動，在近日點後的四天, 太陽恢復正常的視運動。 直到1965年使用雷達觀測後，觀察數據否決了水星對太陽是潮汐固定的的想法︰自轉使得所有時間里水星保持相同的一面對著太陽。水星軌速振諧為3:2 ,這就是說自轉三次的時間是圍繞太陽公轉兩次的時間；水星的軌道離心使這個諧振持穩。最初天文學家認為它有被固定的潮汐是因為水星處于最好的觀測位置，它總是在 3:2 諧振中的相同時刻，展現出相同的一面，就如同它完全地被固定住一樣。水星的自轉比地球緩慢 59 倍。 因為水星的 3:2 的軌速比率， 一個恆星日 (自轉的周期) 大約是58.7個地球日，一個太陽日(太陽穿越兩次子午線之間的時間)大約是176個地球日。
磁場 不管它的緩慢自轉,水星有一個相對強勁的磁惱圈，是地球產生的磁場力的 1%。這個磁場以一個方式類似地球的方式被產生，是借著核心金屬液體的流動產生的電場；目前的估計水星的核心不足以熱到來液化鎳-鐵合金，但是它應該可以液化一些低熔點的物質例如說硫或 。也可能水星的磁場是一個現在已經停止的早期的發電機效應產生的殘余產品，磁場已經"凍結(保存)"在了固體磁性材料中。
水星上的鐵 水星所含有的鐵的百分率超過任何其他已知的星系行星。這里有數個的理論被提出來說明水星的高金屬性。 一個理論說本來水星有一個和普通球粒狀隕石相似的金屬— 酸鹽比率. 那時它的質量是目前質量的大約 2.25 倍，但在早期太陽系的歷史中的某個時間，一個星子/微星體撞掉了水星的 1/6。影響是水星的地殼 和 地幔 失去了。類似的另外一個理論是一個用來解釋地球月亮的形成的，參見巨物影響理論。另一種說，水星可能在所謂太陽星雲早期的造型階段，在太陽爆發出它的能量之前已經穩定。在這個理論中水星那時大約質量是目前的兩倍；但因為原恆星收縮，水星的溫度到達了大約 2500K 到 3500K 之間；甚至高達 10000K。許多的水星表面的岩石在這種溫度下蒸發，形成 "岩石蒸汽"，隨後，"岩石蒸汽" 被星際風暴帶走。第三個理論，類似第二個，認為水星的外殼層是被太陽風長期侵蝕掉了的。
水星上的冰 在1992年的雷達觀察中顯示水星含有凍結的水冰。這被認為只存在于那永遠的陰暗一面的環形山底，被彗星和/或從行星內部噴發出來並堆積在那里。
水星探索
早期 水星最早被閃族人在(西元前三千年)發現，他們叫它 Ubu-idim-gud-ud。最早的詳細記錄觀察數據的是巴比倫人，他們叫它 gu-ad 或 gu-utu. 希臘人給它起了兩個古老的名字,當它出現在早晨時叫阿波羅, 當它出現在傍晚叫赫耳墨斯,但是希臘天文學家知道這二個名字表示的是同一個東西。希臘哲學家赫拉克利特甚至認為水星和金星(維納斯星)是繞太陽公轉的而不是地球。水星的觀測因為它過于接近太陽而變的非常復雜；在地球可以觀測它的唯一時間是在日出或日落時。
美國國家航空航天局 靠近過水星的唯一太空艙是水手10號。最近有一個被美國國家航空航天局批準的項目, 項目被命名為MESSENGER("信使號"，是 MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging 的字母縮寫, 意為 "水星表面, 空間環境, 地理化學和全向遙測"), 已在2004年6月送出, 在2011年三月到達水星。
日本和歐洲航天局 日本計劃加入歐洲航天局的一個叫做BepiColombo的項目, 這個項目將發射二個環繞水星飛行的飛船, 計劃一個給水星做地圖, 一個研究它的磁場. 初步的計劃中包括的登陸器已經放棄了. 俄國人在2011年-2012年之間用聯盟火箭送出他們的飛船, 飛船將在四年後到達水星, 將會繞軌道飛行, 制地圖並且研究它的磁場。
成為人類殖民地的可能 在水星南北極的環形山是一個很有可能適合成為地球外人類殖民地的地方, 因為那里的溫度常年恆定(大約-200℃). 這是因為水星微弱的軸傾斜以及因為基本沒有大氣, 所以從有日光照射的部分的熱量很難熟帶至此,即使水星兩極較為淺的環形山底部也總是黑暗的.適當的人類活動將能加熱殖民地以達到一個舒適的溫度,周圍一個相比大部分地球區域來說較低的環境溫度將能使散失的熱量更易處理.
關于水星的科幻 水星是科幻小說作者感興趣的題材. 主題主要包括暴露在太陽輻射下的危險;停留在水星緩慢移動的明暗界線(白天與夜晚之間的界線)上被過度輻射所傷害的可能和獨裁政府(可能因為水星表面溫度很高的緣故)
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責任編輯:skylook
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文章評論(1):
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（2005年08月16日 01:52:19 - 游客）
說得很詳細，令我學到不少東西
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