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太阳系探索——水星大写真

（2006年02月10日 17:31） 来源：《太空探索》

□作者: 尹怀勤

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　　难得一见的水星
　　
　　水星是离太阳最近的行星。它到太阳的平均距离仅为5791万千米。因此，从地球上看去，水星总是被淹没在太阳的光芒下，很难见其身影。只有在即将日出前的东方天空或刚刚日落后的西方天空才有可能看到它。但即使在这种时候，水星也常常因为太接近太阳而无法看到，而且日出前日落后的天空太亮，水星很容易被忽略掉。
　　
　　“飞奔”的行星
　　
　　由于水星绕太阳的轨道是一个扁扁的椭圆，因此离太阳最近处只有4660万千米，这比起地球到太阳的距离来，近了几乎70%。它离太阳这么近，太阳引力对它的作用也就格外强。所以，我们地球绕太阳运行的速度大约为30千米／秒，而水星绕太阳运行的平均速度却达到48千米／秒。真可以说是一颗飞奔的行星了。
　　因此，水星的英文名字叫做mercury(墨丘利)，墨丘利在希腊神话中是天神的信使，通常被画为脚生双翼的形象，象征他在送信时神行如飞。
　　

　　一日到比一年长
　　
　　水星非常靠近太阳，所以轨道很小，而且它又跑得飞快。这样，它绕太阳一周也就是一个水星年只要88个地球日。然而它绕自转轴转动却非常缓慢，从今天的日出到明天的日出，也就是水星上的一天，竟然长达176个地球日。这样算起来，一个水星日竟然等于两个水星年。如上图，一个在1号地点看日出的人，必须等到回到1号地点才能再看到日出。此时，水星已绕太阳公转了两周。
　　有趣的是，水星的公转轨道太扁太长，因此离太阳比较近的时候运动比较快。由于这个原因，太阳在水星天空中的移动看上去是不均匀的。从水星上的一定地点，你可以看到太阳先升起，接着似乎又改变了主意，又落下去了，然后又再升起，同样的情形也发生在日落时，太阳先落下，接着又短暂升起，然后再落下。
　　

　　水星的轨道为什么这样古怪？

　　比起除冥王星外的所有大行星，水星的轨道显得很扁长。轨道对于行星轨道公共平面的倾斜也很大。水星离太阳这么近，为什么它的轨道不像金星的轨道那样接近正圆，而且位于太阳的赤道平面上呢?科学家们目前还无法解释这一现象。
　　
　　神秘的磁场?
　　
　　水星的磁场一直让科学家迷惑不解。行星要带有磁场，必须具有一颗能产生电流的液核，液核还要迅速旋转以造成液体涡流。月球和火星没有液核，所以它们也就没有磁场。水星也没有液核，旋转也很缓慢，按理应该没有磁场，但奇怪的是，水星却有一个微弱的磁场，与地球上的非常相似。有些科学家猜测，可能早期的水星内核是液态的，后来才冷却成固态的。但这只是猜测，真正的原因还有待科学家们进一步研究。
　　

　　小而不轻
　　
　　水星的直径平均为4879千米，约是地球的八分之三，仅比月球稍大一点。在没发现冥王星之前，科学家一直以为它是九大行星中最小的一个。但它的平均密度却十分惊人，高达5.46克／立方厘米，仅次于地球，位居第二。科学家们推测，它的内核有65%是较重的金属，外部有500～600千米的岩石壳体。
　　
　　水手10号的探测
　　
　　水星由于离太阳太近，使望远镜观测十分困难。而对于轨道天文台如哈勃空间望远镜来说，观测水星就更加困难了。因为即使望远镜没有指向太阳，只是靠近它，任何一个突发的反射，都可能摧毁整台设备或其中的配件。因此，若想详细地了解水星，只能向它发射探测器。1973年，美国研制的水手10号探测器发射升空。于1974到1975年间，三次飞越水星，对水星进行探测。最近时距离水星仅为327千米。共向地面发回5000多张照片，覆盖了水星的一半表面，分辨率可达1千米。
　　

　　环形山的世界
　　
　　水手10号发回的大量照片表明，水星表面酷似月球。密布着大大小小的环形山。此外，还有平原、裂谷、盆地等地形。环形山保持着水星早期曾遭陨石轰击的记录，其周围仍有明显的辐射条纹，这是没有经受大气风化的证据，说明水星在几十亿年里不曾有过大气。在水星表
　　面也未曾看到被浸蚀过的痕迹，说明它也不存在水。
　　

　　卡路里盆地
　　
　　以水星北纬30度、西经195度为中心，有一个名为卡路里的大盆地。直径约有1300千米。是在大约36亿年前，可能是由一颗直径将近100千米的小行星撞击后形成的。撞击后周围拱起了多个同心山环，其撞击力还造成了“星震”，产生的冲击波像水波般传遍了整个水星表面。卡路里盆地的正背面有座低矮的山脉，就是那次撞击造成的皱褶。
　　

　　跟我一起看水星
　　
　　虽然都说水星很难看到，但如果能把握时机，再赶上天气好，看到它并不是很难。由于水星和地球都不停地绕着太阳转动，从地球上看去，水星与太阳之间的角距在不停地变化。如图所示，当水星处于P2或P4的位置时，与太阳之间的角距最大，我们称它为“大距”或“大距角”。水星运行到P2的位置时，我们从地球上看，它在太阳的东边，因此称为“东大距”。水星运行到P4的位置时，从地球上看它在太阳的西边，称为西大距。只有当水星处于“大距”时，我们才有可能看到它。
　　由于水星和地球绕太阳公转的轨道都是椭圆的，所以水星与地球之间的距离总在变化，水星的大距角也总在变化。最大时可达28度，最小时只有18度。
　　今年7月还有一次看水星的好时机。7月10日水星西大距，如果天气好的话，在日出前的东北方天空，地平高度15度的地方，就有可能看到亮度0.4等的水星。
　　
　　酷热的赤道与寒冷的极地
　　
　　水星离太阳很近，长时间地受到阳光的直射，因此正午时赤道地区温度可达430度，铅放在这里也会融化。而到了夜晚，由于没有大气保温，导致热量迅速散失，致使温度越降越低，以致最低可达-180度。
　　而且，水星的自转轴几乎和轨道平面完全垂直，因此极地很难见到阳光，一些接近极地的地区，如陨石坑的底部，温度终年在-200度以下。1991年，天文学家们用地球上的射电望远镜向水星发射了电波，发现水星南北两极的许多大环形山底部有类似冰质的反射雷达波。天文学家们推测可能是冰面。但这些发现还需要进一步确证，因为别的物质，比如说硫磺，也能产生类似的结果。　　

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文章作者:尹怀勤
责任编辑:skylook

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