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水星,最接近太陽,是太陽系最內側與最小的行星,比月球大1/3;也是太陽系中運動最快的行星,環繞太陽一周只要88天。常淹沒在日出前或日落後的暮曙光中,故不太容易被看見。

1 水星 -簡介

水星最接近太陽,是太陽系的八大行星中第一小行星。水星在直徑上小於木衛三和土衛六,但它更重。水星的自轉周期是58.65天,水星在88個地球日里就能繞太陽一周,平均速度47.89千米,是太陽系中運動最快的行星。水星上的太陽看上去要比在地球上大二倍半,太陽光比地球赤道的陽光還要強六倍。水星朝向太陽的一面,溫度非常高,可達到400攝氏度以上。這樣熱的地方,就連錫和鉛都會熔化,何況水呢。 但被向太陽的一面,長期不見陽光,溫度非常低,達到-173攝氏度,在這裡也不可能有固態的水。1974年3月、9月和1975年3月,美國發射的「水手10號」探測了水星,向地面發回5000多張照片。水星地貌酷似月球,大小不一的環形山,還有輻射紋、平原、裂谷、盆地等地形。水星是太陽系中僅次於地球,密度第二大的天體。

2 水星 -參數

(圖)水星水星

軌道參數  

半長徑:0.38709893 天文單位
偏心率:0.20563069
傾角:7.00487°
公轉周期:87.9693 天
自轉周期:58.6462 天

物理參數

質量:3.302×1023 千克
平均半徑:2440 ± 1 千米
平均密度:5.427 克/厘米3
表面重力(赤道):3.701 米/秒2
逃逸速度:4.435 千米/秒
衛星數:無
公轉軌道:距太陽 57,910,000 千米 (0.38 天文單位)
平均地表溫度:179°C
最高地表溫度:427°C
最低地表溫度:-173°C
大氣組成:氦 42% 鈉 42% 氧 15% 其它 1%

3 水星 -概況

水星在八大行星中是最小的行星,比月球大1/3,它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,常常被猛烈的陽光淹沒,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。水星是太陽系中運動最快的行星。

水星水星

水星的英文名字Mercury來自羅馬神墨丘利(赫耳墨斯)。他是羅馬神話中的信使。因為水星約88天繞太陽一圈,是太陽系中公轉最快的行星。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。在前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」或「昏星」。

晉書:志第二 天文中(七曜 雜星氣 史傳事驗)

辰星曰北方冬水,智也,聽也。智虧聽失,逆冬令,傷水氣,罰見辰星。辰星見,則主刑,主廷尉,主燕趙,又為燕、趙、代以北;宰相之象。亦為殺伐之氣,戰鬥之象。又曰,軍於野,辰星為偏將之象,無軍為刑事。和陰陽,應效不效,其時不和。出失其時,寒署失其節,邦當大飢。當出不出,是謂擊卒,兵大起。在於房心間,地動。亦曰,辰星出入躁疾,常主夷狄。又曰,蠻夷之星也,亦主刑法之得失。色黃而小,地大動。光明與月相逮,其國大水。赫耳墨斯在古羅馬神話中水星是商業、旅行和偷竊之神,即古希臘神話中的赫耳墨斯,為眾神傳信的神,或許由於水星在空中移動得快,才使它得到這個名字。

早在公元前3000年的蘇美爾時代,人們便發現了水星,古希臘人賦於它兩個名字:當它初現於清晨時稱為阿波羅,當它閃爍於夜空時稱為赫耳墨斯。不過,古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星,赫拉克賴脫(公元前5世紀之希臘哲學家)甚至認為水星與金星並非環繞地球,而是環繞著太陽在運行。僅有水手10號探測器於1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表面的45%(並且很不幸運,由於水星太靠近太陽,以致於哈博望遠鏡無法對它進行安全的攝像)。

水星的軌道偏離正圓程度很大,近日點距太陽僅四千六百萬千米,遠日點卻有7千萬千米,在軌道的近日點它以十分緩慢的速度按歲差圍繞太陽向前運行(歲差:地軸進動引起春分點向西緩慢運行,速度每年0.2",約25800年運行一周,使回歸年比恆星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種,後者是由行星引力產生的黃道面變動引起的。)在十九世紀,天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察,但無法運用牛頓力學對此作出適當的解釋。存在於實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要(每千年相差七分之一度)但困擾了天文學家們數十年的問題。有人認為在靠近水星的軌道上存在著另一顆行星(有時被稱作Vulcan,「祝融星」),由此來解釋這種差異,結果最終的答案頗有戲劇性:愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期,水星運行的正確預告是一個十分重要的因素。(水星因太陽的引力場而繞其公轉,而太陽引力場極其巨大,據廣義相對論觀點,質量產生引力場,引力場又可看成質量,所以巨引力場可看作質量,產生小引力場,使其公轉軌道偏離。類似於電磁波的發散,變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場,傳向遠方。--譯註)

在1962年前,人們一直認為水星自轉一周與公轉一周的時間是相同的,從而使面對太陽的那一面恆定不變。這與月球總是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年,通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周,水星是太陽系中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。

由於上述情況及水星軌道極度偏離正圓,將使得水星上的觀察者看到非常奇特的景像,處於某些經度的觀察者會看到當太陽升起后,隨著它朝向天頂緩慢移動,將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來,經過短暫的倒退過程,再次停頓,然後繼續它通往地平線的旅程,同時明顯地縮小。在此期間,星星們將以三倍快的速度劃過蒼空。在水星表面另一些地點的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運動。

水星上的溫差是整個太陽系中最大的,溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下,金星的溫度略高些,但更為穩定。

水星在許多方面與月球相似,它的表面有許多隕石坑而且十分古老;它也沒有板塊運動。另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米)。水星是太陽系中僅次於地球,密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源於萬有引力的壓縮;或非如此,水星的密度將大於地球,這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些,很有可能構成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的硅酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米,是水星內部的支配者。而硅酸鹽外殼僅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融狀。事實上水星的大氣很稀薄,由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高,使得這些原子迅速地散逸至太空中,這樣與地球和金星穩定的大氣相比,水星的大氣頻繁地被補充更換。

水星的表面表現出巨大的急斜面,有些達到幾百千米長,三千米高。有些橫處於環形山的外環處,而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計,水星表面收縮了大約0.1%(或在星球半徑上遞減了大約1千米)。水星上最大的地貌特徵之一是Caloris盆地,直徑約為1300千米,人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成於太陽系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同時造成了星球另一面正對盆地處奇特的地形。除了布滿隕石坑的地形,水星也有相對平坦的平原,有些也許是古代火山運動的結果,但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。水手號探測器的數據提供了一些近期水星上火山活動的初步跡象,但我們需要更多的資料來確認。令人驚訝的是,水星北極點的雷達掃描(一處未被水手10號勘測的區域)顯示出在一些隕石坑的被完好保護的隱蔽處存在冰的跡象。

水星有一個小型磁場,磁場強度約為地球的1%。至今未發現水星有衛星。 通常通過雙筒望遠鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星,但它總是十分靠近太陽,在曙暮光中難以看到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由「星光燦爛」這個天象程序作更多更細緻的定製。 水星的密度(5.43克/立方厘米)幾乎與地球相同,但在許多方面它與月球更為相似,它是否在一些早期災難性大碰撞中丟失了輕質岩石? 通過水星表面的光譜分析,並未發現鐵的痕迹。由於我們假定巨大鐵質核心的存在,這種情況便很古怪,水星是否與其他類地行星竭然不同呢?

4 水星 -內部結構

水星是與地球相似的4顆類地行星之一,並且是4顆中最小的,在赤道的直徑是4,879 公里。水星甚至比一些巨大的衛

水星水星

星,像是甘尼米德和泰坦,還要小(雖然質量較大)。水星的總質量約為30,000兆公噸,只有地球的5.5%。核的周圍是 600km 厚的行星幔。水星的70%是金屬,30%是硅酸鹽物質,5.43 g/cm³的密度上是太陽系的行星中第二大的,只有地球的密度比它大(水的密度是1.00 g/ cm³)。如果不考慮重力壓縮對物質密度的影響,水星物質的密度將是最高的。未經重力壓縮的水星物質密度是5.3 g/cm³,相較之下的地球物質只有4.4 g/cm³ 。

水星的高密度可以推測其內部結構的細節。地球的高密度是,特別是核心,由重力壓縮所導致的。水星是如此的小,因此它的內部不會被強力的擠壓,所以它要有如此高的密度,它的核心必然是大且富含鐵的。地質學家估計水星的核心佔有體積的42%(地球的核心只佔體積的17%),最近的研究強烈建議水星有一個熔融的核心。

環繞核心的是厚600 公里的地函,一般認為是在水星早期的歷史上就形成,而一次直徑達數百公里的巨大物體的撞擊,剝離了行星原來的地涵物質,造成地涵相對於核心的尺寸是很薄的一層(下面討論的是一些可能的理論)。

水星外殼的厚度原本被認為有100至200 公里的厚度。水星表面的一個特徵是有許多狹窄的土坎,有一些還延伸了數百公里。這修特徵相信是在水星的核心被覆蓋和冷卻收縮的時候,是在外殼已經變硬之後的緣故。

水星上的鐵

水星有比太陽系內任何一顆主要的行星更大的鐵核心,有幾種理論試圖解釋這種現象。最被廣泛接受的理論是水星最初有著和其他的球粒隕石有著相似與共同性的金屬與硅酸鹽的比例(被認為是太陽系內岩石典型的平均值),質量大約是現在的2.25倍。然而,在太陽系的早期歷史中,水星被一顆大約是現在質量六分之一的星子撞擊。這次撞擊剝離了水星的外殼和地涵,留下的核心就成為相對是巨大的主要部分了。一個相似的過程被用來解釋地球的月球是如何形成的。

另一個取代的說法是,水星可能在能量的輸出穩定之前,當太陽還是太陽星雲之時就形成了。最初的質量是現在的2倍,但是因為原始太陽的收縮,水星附近的溫度在2,500至3,000 K(≈4,000至5,800 °F),甚至可能高達10,000 K(≈17,500 °F)。許多水星表面的岩石在這樣的高溫下被蒸發掉,成為岩石的蒸氣,並被太陽風帶離而去 。

第三種理論認為太陽星雲的形成導致水星的微粒生長受到阻力,這意味著較輕的微粒在生長的過程中被丟失了。這些理論預測了不同的表面結構,兩項即將進行的太空任務信使號和BepiColombo都將針對這些理論的預測進行測試和觀察。

5 水星 -氣環境

水星水星
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。出於這些原因,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,由於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,是溫差最大的行星;可以比較一下地球,地球上的度溫變化只有11K。(這裡只是太陽輻射能量,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,這些冰存在於陽光永無法照射到的環形山底部,由於彗星的撞擊和/或行星內部的氣體冒出表面而積累的。 

6 水星 -地形地貌

(圖)水星水星

水星的環形山很類似月球。水星表面最顯著的的特徵(只包括已經被拍攝過的部分)之一是一個直徑達到1350km的衝擊性環形山: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,滿布著環形山、大平原、盆地、輻射紋和斷崖。1976年,國際天文學聯合會開始為水星上的環形山命名。

在地面上觀測水星,幾乎看不到它的細節。1973年11月3日,美國發射了水手10號宇宙飛船,對水星進行飛近探測。它是迄今唯一「訪問」過水星的宇宙飛船。在它與水星三次相會的過程中,向地面發回了5000多張照片。在最後一次,它距水星表面僅372千米,拍攝了非常清晰的水星電視圖像,天文學家驚奇地發現,水星表面和月球表面極為相似。

水星表面大大小小的環形山星羅棋布,既有高山,也有平原,還有令人膽寒的懸崖峭壁。據統計,水星上的環形山有上千個,這些環形山比月亮上的環形山的坡度平緩些。

水星上的環形山和月球上的環形山一樣,也進行了命名。在國際天文學聯合會已命名的310多個環形山的名稱中,其中有15個環形山是以我們中華民族的人物的名字命名的。有伯牙:傳說是春秋時代的音樂家;蔡琰:東漢末女詩人:李白:唐代大詩人;白居易:唐代大詩人:董源:五代十國南唐畫家;李清照:南宋女詞人;姜夔:南宋音樂家;梁楷:南宋畫家;關漢卿:元代戲曲家;馬致遠:元代戲曲家;趙孟頫:元代書畫家;王蒙:元末畫家;朱耷:清初畫家;曹沾(即曹雪芹):清代文學家;魯迅:中國現代文學家。

水星表面上環形山的名字都是以文學藝術家的名字來命名的,沒有科學家,這是因為月面環形山大都用科學家的名字命名了。水星表面被命名的環形山直徑都在20公里以上,而且都位於水星的西半球。這些名人的大名將永遠與日月爭輝,紀念他們為人類作出的卓越貢獻。

7 水星 -地質構造

(圖)水星水星
1. 地殼 - 100–200 km thick
2. 結皮 - 600 km thick
3. 核心 - 半徑約1,800 km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% 的硅酸鹽組成,以緻密度較高。平均密度是 5430kg/m3;略微地小於地球密度,卻比金星大。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。水星的總重量約為30 000兆公噸。

水星的核心

水星外貌如月,內部卻很像地球,也分為殼、幔、核三層。水星的半徑為2439公里,是地球半徑的38.2%,18個水星合併起來才抵得上一個地球的大小。質量為 3.33×10^26克,為地球質量的 5.58%,平均密度為 5.433克/cm^3 ,略低於地球的平均密度。在九大行星中,除地球外,水星的密度最大。由此天文學家推測水星的外殼是由硅酸鹽構成的,其中心有個比月球大得多的鐵質內核。這個核球的主要成分是鐵、鎳和硅酸鹽。根據這樣的結構,水星應含鐵20000億億噸,按目前世界鋼的年產量(約8億噸)計算,可以開採2400億年,真是一座取之不盡,用之不竭的鐵礦。水星上有極稀薄的大氣,大氣壓小於2×10百帕,大氣中含有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由於大氣非常稀薄,水星的表面白天和夜晚的溫度相差很大。白天太陽光直射處溫度高達427℃,夜晚太陽照不到時,溫度降低到-173℃。溫差變化如此懸殊,絕不可能有生物存在。

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。這被認為只存在於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裡。

8 水星 -天體運動

水星水星
水星離太陽的平均距離為5790萬公里,繞太陽公轉軌道的偏心率為0.206,故其軌道很扁。太陽系天體中,除冥王星外,要算水星的軌道最扁了。水星在軌道上的平均運動速度為48公里/秒,是太陽系中運動速度最快的行星,它繞太陽運行一周只需要88天,除公轉之外,水星本身也有自轉。過去認為水星的自轉周期應當與公轉周期相等,都是88天。1965年,美國天文學家戈登、佩蒂吉爾和羅·戴斯用安裝在波多黎各阿雷西博天文台的、當今世界上最大的射電望遠鏡測定了水星的自轉周期,結果並不是88天,而是58.646天,正好是水星公轉周期的2/3。水星軌道有每世紀快43″的反常進動。

地球每自轉一周就是一晝夜,而水星自轉三周才是一晝夜。水星上一晝夜的時間,相當於地球上的176天。與此同時,水星也正好公轉了兩周。因此人們說水星上的一天等於兩年。由於水星在近日點時總以同一經度朝著太陽,在遠日點時以相差90°的經度朝著太陽,所以水星隨著經度不同而出現季節變化。

公轉
水星的運行軌道是偏心的,半徑從4600萬公里到7000萬公里變化。圍繞太陽的緩慢歲差不能完全地被牛頓經典力學所解釋,以致於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年義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於它的自轉速度,以致於太陽的視運動停止,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,在近日點后的四天, 太陽恢復正常的視運動。

直到1965年使用雷達觀測后,觀察數據否決了水星對太陽是潮汐固定的的想法:自轉使得所有時間裏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於最好的觀測位置,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。

9 水星 -天體磁場

不管它的緩慢自轉,水星有一個相對強勁的磁場,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,是藉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鋶。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餘產品,磁場已經「凍結(保存)」在了固體磁性材料中。

水星水星

「水手10號」第一次飛越水星時,最近時距水星只有720多公里。探測器上的照相機在拍攝布滿環形山的水星地貌的同時,磁強計意外地探測到水星似乎存在一個很弱的磁場,而且可能是跟地球磁場那樣有著兩個磁極的偶極磁場。水星表面環形山和磁場的發現使科學家很感興趣,因為這些都是前所未知的。但是,磁場的存在必須得到進一步的證實,這就要等待到「水手10號」與水星的另一次接近。

水星磁場的發現,表示水星內部可能是一個高溫液態的金屬核,這個既重又大的鐵鎳內核直徑超過水星直徑的1/3,有整個月球那麼大。水星磁場強度只有地球的1%,磁力線的分布圖形簡直就是地球磁場按比例的縮影。

「水手10號」第二次飛越水星時,距表面最近時在48000公里左右,對水星磁場沒有發現什麼新的情況。為了取得包括磁場在內的更加精確的觀測資料,科學家們對探測器的軌道作了校準,使它第三次飛越水星時,離表面只有327公里,而且更接近水星北極。觀測結果是十分令人鼓舞的:水星確實有一個偶極磁場。從最初發現到完全證實,剛好是一年時間。水星的偶極磁場與地球的很相像,極性也相同,即水星磁場的北極在水星的北半球,其南極在南半球。


(圖)水星水星
磁場強度一般用一種叫做「高斯」的單位來表示,水星赤道上的磁場約0.004高斯,兩極處略微強些,約0.007高斯。跟地球磁場強度比較一下就更清楚些,地球表面赤道上的磁場強度在0.29~0.40高斯之間,兩極處的強度也略大,地磁北極約0.61高斯,南極約0.68高斯。大體上說來,水星表面磁場的強度大致是地球的1%。與地球磁場相比,水星磁場強度不算高,更不要說與其他強磁場行星——木星和土星相比了。但是,除了這三顆行星之外,在太陽系的其餘行星中,水星還是可以稱得上是有較強磁場的一顆行星。

水星磁場與地球磁場還有一點很相像的地方,那就是磁軸與自轉軸並不重合,兩者互相交錯而形成一個夾角,水星的這個角度是12度,而地球則是11度多。磁軸指的是北磁極和南磁極之間的連線。

既然存在磁場,磁場在太陽風的作用下肯定會被局限在一定的範圍內,這個範圍就是所謂的磁層。太陽風基本上不可能進入到磁層裡面。水星和地球都有磁場,也都有磁層,水星磁層沖著太陽那面的邊界——磁層頂到水星中心的距離,大致相當於1.45個水星半徑,地球磁層頂到地球中心的距離約11個地球半徑。所不同的是,地球磁層是不對稱的,有點像是條頭大尾小的大「鯨魚」,而且「尾巴」拉得很長;水星的磁層則是比較對稱的。

水星有一個基本上與自轉軸平行的偶極磁場,雖然磁場強度比地球的弱,但兩者卻很相似。人們首先想到的是,它們磁場的成因也許也是相似或相同的。

10 水星 -水星觀測

水星最亮的時候,目視星等達-1.9等。由於水星和太陽之間的視角距離不大,使得水星經常因距離太陽太近,淹沒在耀眼的陽光之中而不得見。即使在最宜於觀察的條件下,也只有在日落西山之後,在西天低處的夕陽餘暉中,或是在日出之前,在東方地平線才能看到它。

水星水星

觀察水星的最加時候是在日出之前越50分鐘,或日落後50分鐘。當我們朝最靠近太陽的行星——水星看的時候,我們也就是朝太陽的方向看。需要牢記的是不要直接看太陽。

若用望遠鏡看水星沒,則可以選擇水星在其軌道上處於太陽一側或另一側離太陽最遠(答距)時,並在日出前或日落後搜尋到它。天文曆書會告訴你,這個所謂的「大距」究竟是在太陽的西邊(右邊)還是東邊(左邊)。若是在西邊,則可以在清晨觀測;若是在東邊,則可以在黃昏觀測。知道了日期,又知道了在太陽的哪一側搜尋,還應該儘可能挑一個地平線沒有東西阻隔的地點。搜尋水星要在離太陽升起或落下處大約一柞寬的位置。你將會看到一個小小的發出淡紅色光的星星。

在其被太陽光淹沒之前,你大概可以觀測他2個星期。6個星期之後,它又會在相對的距角處重新出現。

11 水星 -水星探測

早期
水星最早被閃族人在(公元前三千年)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兩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於接近太陽而變的非常複雜;在地球可以觀測它的唯一時間是在日出或日落時。

國國家航空航天局
水星探査機水手10號(Mariner 10)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准的項目, 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"), 信使號已在2004年8月發射, 預計將在2011年3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。俄國人計劃在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, 將會環繞軌道飛行, 繪製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, 因為那裡的溫度常年恆定(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攜帶至此,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毬區域來說較低的環境溫度將能使散失的熱量更易處理。

"信使號"探測器:水星表面最年輕火山有活動跡象

2010年7月20日,科學家對「信使號」探測器2009年第三次飛越水星的觀測數據進行了分析,最新結果發現水星表面最年輕的火山活動跡象,以及磁場亞暴的最新信息,並且在水星超稀薄外大氣層中首次發現電離鈣元素。這項研究報告發表在7月15日出版的《科學》(Science)雜誌網路版上。

科學家對「信使號」探測器2009年第三次飛越水星的觀測數據進行了分析,最新結果發現水星表面最年輕的火山活動跡象,以及磁場亞暴的最新信息,並且在水星超稀薄外大氣層中首次發現電離鈣元素。

最年輕火山活動跡象

信使號探測器首席調查員肖恩-所羅門(Sean Solomon)說:「信使號每次飛越水星都會獲得新的發現!我們發現水星是一顆頗具活力的行星,其活動性貫穿於整個歷史階段。」在前兩次勘測中,信使號探測器發現水星早期歷史時期曾遍布著火山活動,在最新的第三次飛越水星勘測中,該探測器發現290公里直徑的環狀碰撞坑,這是迄今觀測發現最年輕的水星表面坑狀結構,科學家將它命名為「Rachmaninoff」,其底部具有非常平滑的平原。

美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的路易絲-普羅克特(Louise Prockter)說:「我們認為Rachmaninoff環狀坑底部平原是迄今在水星發現的最年輕火山跡象。此外,我們在Rachmaninoff環狀坑東北部發現漫射環狀明亮物質環繞在不規則窪地周圍,標誌著這些不規則窪地是火山噴口,並且其直徑比之前所勘測的火山噴口都大。這項觀測暗示著水星表面的火山活動性要比之前所認為的更持續,或許持續至太陽生命歷史下半時期。

磁場亞暴

磁場亞暴是一種太空氣象,曾間歇地出現在地球上,通常每天會出現幾次,持續1-3小時。地球上的磁場亞暴常伴隨著一系列特殊現象發生,比如:北極和南極上空出現的壯麗極光現象。磁場亞暴也伴隨出現危險的能量粒子,這將導致地球觀測衛星和地面通訊系統災難性事故,尤其是地球同步軌道區域。地球磁場亞暴的能量來源於地球磁場尾部的磁性能量。

在信使號探測器第三次飛越水星時,該探測器裝載的磁力計首次發現水星磁場尾部磁性能量中像亞暴一樣「載荷」,這種水星磁場亞暴能量大約是地球磁場亞暴的10倍,其運行速度是地球磁場亞暴的50倍。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空物理學家詹姆斯-斯萊文(James A. Slavin)稱,最新觀測顯示水星的磁場亞暴相對強度比地球磁場亞暴大,同時,我們還發現水星磁場尾部增強與唐吉周期(Dungey cycle)的一致性,唐吉周期是描述磁氣圈內等離子循環的一個指標。

斯萊文說:「信使號探測器最新觀測首次顯示地球之外的另一顆行星上唐吉等離子循環時間可以確定亞暴持續的時間,這暗示著這種地球磁氣圈特徵是宇宙的一種普遍現象。

水星外大氣層構成

水星的外大氣層非常稀薄,是由水星表面和太陽風中的原子和離子構成,信使號探測器對水星外大氣層的觀測將提供一個研究水星表面和其太空環境之間交互影響的機會,並能夠探測水星表面的構成,該行星遺失至星系空間的物質有助科學家理解水星當前和歷史時期的構成狀況。

目前,信使號探測器對水星外大氣層的觀測結果顯示外大氣層中中性和電離元素獨特的空間分佈特性,第三次飛越勘測首次探測到水星南極和北極外大氣層的構成。美國約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的羅-弗瓦西克(Ron Vervack)說:「勘測顯示水星外大氣層中包含著鈉、鈣、鎂元素,在這次飛越水星勘測中,信使號首次發現外大氣層含有電離鈣。」

12 水星 -之最

在太陽系的八大行星中,水星獲的了幾個「最 」的記錄:
  
離太陽最近 水星和太陽的平均距離為5790 萬公里,約為日地距離的0.387,是距離太陽最近的行星,還沒有發現過比水星更近太陽的行星。
  
軌道速度最快 它離太陽最近,所以受到太陽的 引力也最大,因此在它的軌道上比任何行星都跑得快, 軌道速度為每秒48公里,比地球的軌道速度快18公里,這樣快的速度,只用15 分鐘就能環繞地球一周 。
  
一"年"時間最短 地球每一年繞太陽公轉一圈, 而「水星年」是太陽系中最短的年,它繞太陽公轉一周 只用88天,還不到地球上的3個月,這都是因為水星圍繞 太陽高速飛奔的緣故。難怪代表水星的標記和符號是 根據希臘神話,把它比作腳穿飛鞋,手持魔杖的使者。
  
表面溫差最大 因為沒有大氣的調節,距離太陽 又非常近,所以在太陽的烘烤下,向陽面的溫度最高時可 達430度,但背陽面的夜間溫度可降到零下160度,晝夜溫 差近600度,奪的行星表面溫差最大的冠軍,這真是一個 處於火和冰之間的世界。
  
衛星最少的行星 太陽系中現在發現了越來越多的 衛星,總數超過60,但只有水星和金星是衛星數最少,或 根本沒有衛星的行星。
  
一"天"時間最長 在太陽系的行星中,水星「年」時 間最短,但水星「日」卻比別的行星更長,在水星上的一天 (水星自轉一周)將近兩個月(為58.65地球日),在水星 的一年裡,只能看到兩次日出和兩次日落,那裡的一天半就是一年,地球人到了水星上多麼不習慣。

13 水星 -謎團

美國宇航局的「信使」號器將是第一艘拍攝到水星全貌的飛船,它在1月14日首次飛越水星,這次飛越是「信使」號飛

水星水星

船進入該行星軌道,執行長期任務的一部分。美國宇航局行星科學部主管詹姆士·格林說:「現在藉助『信使』號,有關水星的很多迷底將被揭開。」

謎團一:水星背面什麼樣?
美國宇航局的「水手10號」是曾經探索過太陽系內這個神秘世界的唯一一艘飛船。但是它僅拍攝到水星不到45%的表面(一個隕石坑地形)圖像。這意味著除了地面上的雷達進行的少量觀測外,我們幾乎對這顆行星的一大半一無所知。亞利桑那州霍普金斯山多鏡面望遠鏡天文台的 主管菲斯·維拉說:「關於水星的另一面是什麼樣子,我們不能過於自信。到目前為止,每一顆太陽系天體都與另一顆看起來非常不一樣。 我們正期待著水星另一面給我們帶來的巨大驚喜。」

謎團二:水星靠近太陽的一面有冰?
在水星最靠近太陽的一面,溫度最高可達800多華氏度(425攝氏度),這種環境下有冰存在著實令人震驚。對雷達來說,冰的反光性更高,據 地面雷達顯示,在水星極地永遠得不到陽光照射的黑暗的隕石坑深處,可能有結冰的水沉積物存在。這些水可能來自水星的內部氣體,或者 是來自隕星相撞時產生的水汽。 「信使號」飛船將在水星上永遠處在陰暗處的極地隕石坑底部尋找氫。如果這艘飛船能發現氫,就說明它 可能已經在這個像地獄的世界里發現了冰。

謎團三:水星的體積在縮小?
隨著水星內核凍結,這顆行星可能正在收縮。「水手10號」飛船拍攝到的照片顯示,水星表面似乎有從內部延伸出來的褶皺,導致水性上出 現一條1英里高、數百英里長的巨大懸崖。「信使號」飛船將留心觀察水星背面的此類褶皺跡象,並將通過分析該行星的磁場來研究它的金 屬核。

謎團四:水星軌道內有祝融小行星?
科學不知道是否有一群號稱「祝融小行星」的天體位於水星的軌道內部,隱藏在炫目的陽光之中?雖然「信使號」飛船在靠近水星期間探測 這些小行星的機會非常有限,但是它還是有一次探測這些小行星的機會。為了避免被太陽烤乾,「信使號」將一直躲在朝向太陽的遮陽傘內 ,飛船上的科學儀器將遠離太陽。「信使號」任務的主要調查員肖恩·索羅門表示,不過科學家還將利用「信使號」「查找那裡可能仍然存 在現代祝融小行星的任何線索。」

謎團五:水星的大氣來自哪裡?
水星那令人難以置信的稀薄大氣非常不穩定,經常從這顆行星的微弱重力的束縛中逃逸出去。現在科學家還不清楚水星的大氣從哪裡獲得源 源不斷的補充。研究人員懷疑,水星大氣中的氫和氦正是藉助太陽風(太陽發出的帶電超聲波粒子流)被不斷地帶到這裡。其他氣體可能是從水星表面蒸發出的,或者是從這顆行星內部滲出的,還有可能是被蒸發掉的隕石帶來的。維拉表示,「信使號」將對這顆行星的大氣進行近 距離觀測,以查明水星大氣是如何產生的。

謎團六:為什麼水星有磁性?
「水手10號」獲得的一個完全出乎意料的發現是,水星有磁場。從理論上來說,行星只有快速旋轉和擁有熔融核時,才能產生磁場。然而水 星旋轉一周需要59天,並且它是如此小,大約僅是地球體積的三分之一,因此它的內核應該在很久以前就已經變涼了。為了揭開這個謎團, 「信使號」將探測水星的磁場。一些天文學家認為這顆行星的磁場已經靜止了,但是去年科學家發現水星似乎有一個熔融核,因此這顆行星 仍然能有效地產生磁場。

謎團七:為什麼水星的金屬含量如此高?
水星的密度極其大,因此研究人員估計這顆行星鐵含量豐富的內核的重量可能占整個星體重量的近三分之二,這是個令人吃驚的數字,它是 地球、金星或火星重量的兩倍。換句話說就是, 水星的內核可能佔據這顆行星直徑的四分之三。有關這種與眾不同的密度的一種解釋是, 在數十億年前的猛烈撞擊過程中,水星最初的外表被剝落,這次撞擊還把水星移向太陽,到達現在所處的位置。另一個理論顯示,水星就是 在現在的位置形成的。為了查明兩個有關水星起源的理論哪個更正確,「信使號」的小型化科學儀器將探測該行星的地質狀況。了解水星的 形成過程將有助於天文學家進一步認識行星的演變過程。

14 水星 -網路用語

水星,在網路上有時又被用做論壇中聊天版塊的代名詞,因為在網上許多論壇是禁止灌水(即發送無意義的消息或與主題無關的消息或版聊)的,所以有的論壇會專門開闢一個版塊讓喜愛灌水的朋友上去暢所欲言,想說什麼就說什麼(當然不能是色情暴力這類的),而這種版塊,就被稱作"水星"。

神話稱水星為處女座和雙子座的守護星。

在太陽系中除了金星和水星外都有衛星,金星也曾有但消失了。

15 水星 -相關汽車品牌

     為福特旗下一著名品牌,是該汽車公司唯一自創的品牌,20世紀30年代中期,福特汽車的管理層意識到在經濟型的福特車和豪華的林肯車之間仍存在市場

水星牌汽車標誌
水星牌汽車標誌

 機會,於是在1935年開發出了水星品牌,進軍中檔車市場,1938年10月正式推出水星產品。當時的水星配備了強勁的95馬力,V-8發動機,大受歡迎,一年之內就佔領了美國2.19%的轎車市場份額。1941-1945年,由於二戰的影響,水星的生產被迫中斷。1945年,福特汽車成立了林肯-水星分部,由本森福特(亨利福特二世的胞弟)掌管。1998年,林肯水星的總部遷往加州的阿爾文(Irvine)。水星一直是創新和富於個性的美國車的代表。

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