亚洲国产区中文,国产精品91高清,亚洲精品中文字幕久久久久,亚洲欧美另类久久久精品能播放

概述

由于水星十分接近太陽(yáng)，時(shí)常被太陽(yáng)光所籠罩，勘測(cè)相當(dāng)困難，因此我們對(duì)水星的所知相當(dāng)有限，迄今只有兩艘太空船曾大致勘察過(guò)水星。第一艘是1974至1975年的水手10號(hào)，只描繪了45%的水星表面圖 。第二艘是信使號(hào)，在2008年1月14日掠過(guò)水星，描繪了另外30%的表面 。信使號(hào)于2011年3月17日再度抵達(dá)水星，并且進(jìn)入環(huán)繞軌道，開(kāi)始對(duì)水星表面進(jìn)行全面的探測(cè)。

實(shí)際上，水星外觀很像月球，表面有許多的坑穴，沒(méi)有天然衛(wèi)星，也沒(méi)有真實(shí)大氣層；它有巨大的鐵核，磁場(chǎng)強(qiáng)度約是地球的1% 。由于水星有著巨大的核，它是高密度的行星。表面的溫度從90至700K（-180至430 °C）。日下點(diǎn)是最熱的地方，在靠近地理極的坑穴底部是溫度最低之處。

水星的觀測(cè)紀(jì)錄可以追溯到公元前3,000年的蘇美爾人，希臘的赫西俄德時(shí)代稱之為 Στ?λβων （拉丁化：“Stilbon"”）（“the gleaming”）和“Hermaon”。今天我們所用的名稱來(lái)自羅馬，是羅馬神話中眾神的信使墨丘利（ Mercurius ），相當(dāng)于希臘的赫耳墨斯（ Hermes ）和巴比倫的納布。在天文學(xué)上的符號(hào)是一個(gè)古老的星占符號(hào)，一個(gè)很有風(fēng)格的版本是帶著有翅膀的頭盔持著眾神手杖（ caduceus ）的“傳信天使”。在公元前5世紀(jì)，希臘天文學(xué)家認(rèn)為水星是兩個(gè)不同的天體，這是因?yàn)樗鼤r(shí)常交替地出現(xiàn)在太陽(yáng)的兩側(cè)；一顆出現(xiàn)在日落之后，它被叫做墨丘利；另一顆則出現(xiàn)在日出之前，為了紀(jì)念太陽(yáng)神阿波羅，它被稱為阿波羅。畢達(dá)哥拉斯后來(lái)指出他們實(shí)際上是相同的一顆行星。

在印度，水星被稱為“Budha”（???），是月亮之神（“Chandra”）的兒子；在希伯來(lái)，稱為“Kokhav Hamah”（???? ???），意思是來(lái)自太陽(yáng)的炎熱之星。

在中國(guó)，水星又稱為“辰星”，是五行之一。

內(nèi)部構(gòu)造

  水星的內(nèi)部結(jié)構(gòu): 1. 地殼: 厚度100–300 km 2. 地幔: 厚度600 km 3. 核心: 半徑1,800 km

水星是太陽(yáng)系內(nèi)與地球相似的4顆類地行星之一，有著與地球一樣的巖石個(gè)體。它是太陽(yáng)系中最小的行星，在赤道的半徑是2,439.7公里 。水星甚至比一些巨大的天然衛(wèi)星，像是甘尼米德和泰坦，還要小 － 雖然質(zhì)量較大。水星由大約70%的金屬和30%的硅酸鹽材料組成 ，水星的密度是5.427公克/公分 ，在太陽(yáng)系中是第二高的，僅次于地球的5.515公克/公分 。如果不考慮重力壓縮對(duì)物質(zhì)密度的影響，水星物質(zhì)的密度將是最高的。未經(jīng)重力壓縮的水星物質(zhì)密度是5.3公克/公分 ，相較之下的地球物質(zhì)只有4.4公克/公分 。

從水星的密度可以推測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資料。地球的高密度，特別是核心的高密度，是由重力壓縮所導(dǎo)致的。水星的質(zhì)量及重力是如此的小，因此它的內(nèi)部不會(huì)被強(qiáng)力的擠壓，所以它要有如此高的密度，其核心必然是巨大的且含有許多的鐵。

類地行星的大小比較 (由左至右)：水星、金星、地球、和火星水星內(nèi)部的構(gòu)造： 1.地殼：厚度在100–300公里 2.地幔：厚度約600公里 3.核心：半徑約1,800公里

地質(zhì)學(xué)家估計(jì)水星的核心占有體積的42%；地球的核心只占體積的17%。水星富鐵的核心卻占據(jù)了其總質(zhì)量的至少60%，它的半徑更是達(dá)到了水星半徑的四分之三。最近的研究強(qiáng)烈的支持水星有一個(gè)熔融的核心 ，包圍著核心的是500–700公里厚的硅酸鹽地幔 。太陽(yáng)系類地行星中，只有水星和地球擁有全球性的磁場(chǎng)。天文學(xué)家認(rèn)為它們是由水星和地球核心外層中的電流所產(chǎn)生。根據(jù)水手10號(hào)任務(wù)和從地面觀察的資料，水星的地殼被認(rèn)為只有100-300公里的厚度 水星表面的一大特征是有無(wú)數(shù)的窄脊，在長(zhǎng)度上可以延伸到數(shù)百公里。相信這些都是在地殼已經(jīng)凝固以后，水星的核心和地幔因冷卻而收縮造成的 。

水星核心含有的鐵高出太陽(yáng)系內(nèi)任何主要的行星，已經(jīng)有幾種理論被提出來(lái)解釋。得到最廣泛支持的理論是水星原本有著類于于常見(jiàn)的球粒隕石金屬-硅酸鹽比率的核心，被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)典型的巖石物質(zhì)，質(zhì)量大約是目前質(zhì)量的2.25倍 。在太陽(yáng)系早期的歷史中，水星可能遭受到一顆直徑數(shù)百公里，質(zhì)量約為其1/6的微行星撞擊 。這次撞擊剝離了大量原始的地殼和地幔，留下的核心就相對(duì)的成為組成中較大的部分 。這一假說(shuō)得到了信使號(hào)上的分光儀對(duì)水星表面的元素豐度的觀測(cè)的支持。一個(gè)類似的過(guò)程，稱為巨大撞擊假說(shuō)，被用來(lái)解釋地球的衛(wèi)星，月球的形成 。

或許，水星在太陽(yáng)輸出的能量穩(wěn)定下來(lái)之前就已經(jīng)在太陽(yáng)星云中形成。這顆行星原本的質(zhì)量是目前的兩倍，但在原行星的收縮過(guò)程中，水星的溫度可能在2,500-3,500K (與攝氏溫標(biāo)相當(dāng)，但是高273度)，并且可能高達(dá)10,000K 。水星表面許多的巖石成分在如此的高溫下可能都汽化，成為大氣層中的"巖石蒸汽"，然后被太陽(yáng)風(fēng)帶走了 。

第三種假說(shuō)建議，太陽(yáng)星云造成水星吸積的物質(zhì)被拖曳，這意味著水星表面較輕的物質(zhì)會(huì)從吸積的材料中丟失 。每種假說(shuō)預(yù)測(cè)的水星表面有不同的成分，兩個(gè)即將進(jìn)行的太空任務(wù)，信使號(hào)和貝皮可倫坡號(hào)，都將經(jīng)由觀測(cè)來(lái)測(cè)試上述的學(xué)說(shuō) 。信使號(hào)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)表面的鉀和硫的含量在預(yù)測(cè)水準(zhǔn)之上，巨大撞擊假說(shuō)的地殼和地幔的汽化未曾發(fā)生，因?yàn)殁浐土蚨紩?huì)在這些事件的高溫下被驅(qū)離。此一發(fā)現(xiàn)似乎傾向于較輕的行星材料受到拖曳而離開(kāi)，造成較重的金屬材料被濃縮 。

信使號(hào)的分光儀已經(jīng)測(cè)量水星的組成，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水星的巖石所含的鎂比起地球或月球表面要多得多，而鋁則少得多。

表面地質(zhì)

  來(lái)自信使號(hào)的第一張水星假色影像。

 信使號(hào)飛越水星的第二張影像。柯伊伯撞擊坑剛好位于中央。廣泛的射紋系統(tǒng)來(lái)自頂部附近的北齋撞擊坑。

水星的表面與月球很相似，呈現(xiàn)出像海的廣大平原和大量的撞擊坑，顯示它數(shù)十億年來(lái)都處于非活動(dòng)狀態(tài)。我們對(duì)水星地質(zhì)的認(rèn)識(shí)建立在1975年飛越水星的水手10號(hào)和地面的觀測(cè)，它是我們了解最少的類地行星 。當(dāng)信使號(hào)最近飛越水星的資料被處理過(guò)后，這方面的知識(shí)將會(huì)有所增進(jìn)。例如，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)不尋常的火山口輻射槽，稱之為“蜘蛛” 。稍后，被重新命名為阿波羅多羅斯。

在水星表面特征的命名有著不同的來(lái)源，取自已經(jīng)過(guò)世的人名?？友ㄊ褂盟囆g(shù)家、音樂(lè)家、書畫家和作家，他們都在各自的領(lǐng)域中有著杰出或基礎(chǔ)的貢獻(xiàn)。山脊或皺脊，以對(duì)水星的研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家命名；洼地或地溝以建筑師來(lái)命名。山脈以各種不同語(yǔ)言中熱門的單詞來(lái)命名；平原或平原低地以各種不同語(yǔ)言的水星之神名稱來(lái)命名。懸崖或峭壁以科學(xué)探險(xiǎn)船命名；山谷或谷地則使用電波望遠(yuǎn)鏡命名 。

反照率特征指使用不同領(lǐng)域的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，明顯的有不同反照率的地點(diǎn)。水星擁有山脊(有時(shí)也稱為皺脊)，像月球的高地、山脈 (山)、平原或平原低地 (Planitia)、懸崖(Rupes) 和谷地(山谷) 。

水星在46億年前形成時(shí)，曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)彗星和小行星短暫的輪番轟擊，在38億年前結(jié)束，可能是獨(dú)立發(fā)生的后期重轟炸期 。在這些劇烈形成隕石坑的期間，由于缺乏大氣層來(lái)減緩撞擊 ，行星表面整個(gè)都被隕石坑覆蓋著 。在這個(gè)期間，行星有著火山的活動(dòng)，像是卡洛里盆地等盆地都被來(lái)自行星內(nèi)部的巖漿覆蓋著，形成如同在月球上發(fā)現(xiàn)的海一樣的平原 。

信使號(hào)于2008年10月28日飛越水星，讓研究人員獲得更多鑒別水星表面渾沌地形的資料。水星的表面比火星和月球更為復(fù)雜 (詭異)，它包含了大量在兩者上都值得注意的類似地質(zhì)，像是海和平原等 。

撞擊盆地和坑穴

水星的卡洛里盆地是在太陽(yáng)系內(nèi)最大的撞擊特征之一這個(gè)被稱為"古怪地形" (Weird Terrain) 的地區(qū)形成于卡洛里盆地的對(duì)跖點(diǎn)。

水星坑穴的范圍，在直徑上從小型的碗型腔到跨越數(shù)百公里的多環(huán)撞擊坑。從相對(duì)的新鮮亮麗到高度退化火山口的殘余物，它們出現(xiàn)了所有退化階段的現(xiàn)象。水星的撞擊坑與月球的有著微妙的差異，它們的噴發(fā)物覆蓋的區(qū)域小得多，這顯示水星有較強(qiáng)的表面重力 。

已知最大的隕石坑之一是卡洛里盆地，直徑為1,550公里 。撞擊并創(chuàng)建卡洛里盆地的影響是如此的強(qiáng)大，它造成的火山熔巖噴發(fā)，留下高度在2公里以上的同心圓環(huán)圍繞著隕石坑。在卡洛里盆地的對(duì)跖點(diǎn)是不尋常的、被稱為“怪異地形”的大片丘陵地形區(qū)域。這種地形起源的一種假說(shuō)是：撞擊出卡洛里盆地的激震波環(huán)繞著行星，匯聚在盆地的對(duì)跖點(diǎn)（相距180度），結(jié)果造成了高應(yīng)力的裂縫表面 ；另一種說(shuō)法則認(rèn)為是噴出物直接匯聚在卡洛里盆地對(duì)跖點(diǎn)的結(jié)果 。

整體而言，在已有的水星影像中大約已經(jīng)發(fā)現(xiàn)15個(gè)撞擊盆地。一個(gè)顯著的盆地是400公里寬、有著多重環(huán)的托爾斯泰盆地，它的噴發(fā)物覆蓋造成的平原，從山脊和地板延伸達(dá)500公里。直徑625公里的貝多芬盆地有著相似規(guī)模的噴發(fā)覆蓋物 。和月球一樣，水星的表面也有遭受太空風(fēng)化過(guò)程的影響，包括太陽(yáng)風(fēng)和微隕石撞擊的影響 。

平原

水星有兩種地質(zhì)顯著不同的平原 。在坑穴之間，起伏平緩、多丘陵的平原，是水星表面可見(jiàn)最古老的地區(qū) ，早于猛烈的火山口地形。這些埋藏著隕石坑的平原似乎已湮滅許多較早的隕石坑，并且缺乏直徑在30公里以下，以及更小的隕石坑 。還不清楚它們是起源于火山還是撞擊 ，這些埋藏著隕石坑的平原大致是均勻的分布在整個(gè)行星的表面。

平坦的平原是廣泛的平坦區(qū)域，布滿了各種大大小小的凹陷，和月球的海非常相似。值得注意的是，它們廣泛的環(huán)繞在卡洛里盆地的周圍。不同于月海，水星平坦的平原和埋藏著隕石坑的古老平原有著相同的反照率。盡管缺乏明確的火山特征，在地化的平臺(tái)和圓角、分裂的形狀都強(qiáng)烈的支持這些平原起源于火山 。值得注意的是，所有水星平坦平原的形成都比卡洛里盆地晚，比較在卡洛里噴發(fā)覆蓋物上可察覺(jué)的小隕石坑密度可見(jiàn)一斑 ?？謇锱璧氐牡匕逄顫M了獨(dú)特的平原地質(zhì)，破碎的山脊和粗略的多邊形碎裂。不清楚是撞擊誘導(dǎo)火山熔巖，還是撞擊造成大片的融化 。

行星表面一個(gè)不尋常的特征是眾多的壓縮皺褶或懸崖，在平原表面交錯(cuò)著。隨著行星內(nèi)部的冷卻，它可能會(huì)略為收縮，并且表面開(kāi)始變型，造成了這些特征。凹陷也在其它地形，像是坑穴和平滑的平原，頂部看見(jiàn)，顯示這些皺褶是在最近才形成的 。水星的表面也會(huì)被太陽(yáng)扭曲 － 太陽(yáng)對(duì)水星的潮汐力比月球?qū)Φ厍虻膹?qiáng)17倍 。

信使號(hào)在水星北極地區(qū)發(fā)現(xiàn)了水星上最大的火山平原開(kāi)闊區(qū)之一，覆蓋面積約400萬(wàn)平方千米，深度幾千米。它幫助確認(rèn)了火山活動(dòng)在水星歷史的大多數(shù)時(shí)間里對(duì)于塑造其地殼起到了關(guān)鍵作用。

表面狀態(tài)和"大氣層" (外逸層)

  水星北極點(diǎn)的雷達(dá)影像。

  國(guó)家航空航天局確認(rèn)，在水星北極的永久陰暗坑洞內(nèi)，發(fā)現(xiàn)隱藏著大量?jī)霰?。

由于缺乏大氣的氛圍，水星表面的赤道和兩極之間有著陡峭的溫度差，溫度范圍從100K至700K 。日下點(diǎn)的溫度在近日點(diǎn)時(shí)高達(dá)700K，而在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)只有550K ；在行星夜晚的那一側(cè)，平均溫度是110K 。陽(yáng)光的強(qiáng)度范圍是太陽(yáng)常數(shù)(1,370 W·m ) 的4.59和10.61倍 。

雖然水星表面的溫度在白天是非常的高，但觀測(cè)的結(jié)果仍然強(qiáng)烈的支持冰 (凍結(jié)的水) 存在于水星。在極區(qū)深坑的底部從未被陽(yáng)光直接照射過(guò)，溫度依然維持在102K以下，遠(yuǎn)低于全球的平均溫 水冰強(qiáng)烈的反射了雷達(dá)，金石70米的望遠(yuǎn)鏡和VLA在1990年代早期的觀測(cè)，透漏了在接近極區(qū)有非常高的雷達(dá)反射斑點(diǎn) 。雖然冰不是造成這些反射區(qū)域的唯一可能原因，但天文學(xué)家相信冰是最有可能的 。

相信冰的區(qū)域擁有大約10 –10 公斤的冰 ，并且可能覆蓋著一層表巖屑，抑制了升華 。相較之下，地球南極的冰層大約有4×10 公斤的冰，火星南極的冰帽大約有10 公斤的冰 。水星上冰的來(lái)源還不清楚，但有兩種最可能的來(lái)源：從行星內(nèi)部排放出來(lái)的，或是彗星撞擊造成的沉積 。

2012年11月29日，水星探測(cè)衛(wèi)星信使號(hào)團(tuán)隊(duì)發(fā)言人表示，科學(xué)家在水星北極區(qū)域永遠(yuǎn)曬不到太陽(yáng)的陰暗坑洞內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量?jī)霰ㄖ亓靠赡芏噙_(dá)10 公噸）。

水星不僅太小，而且太熱，因此他的引力不足以長(zhǎng)期留住大氣層；但它確實(shí)有一個(gè)稀薄的、局限在表面的外逸層 ，包含著氫、氦、氧、硫、鈣、鉀和其它元素。這個(gè)外逸層并不穩(wěn)定，原子會(huì)不斷的失去和由其它不同的來(lái)源獲得補(bǔ)充。氫和氦可能來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)，并在逃逸回太空之前先擴(kuò)散至水星的磁層。元素的放射性衰變是水星地殼內(nèi)氦、鈉和鉀的另一個(gè)來(lái)源。信使號(hào)發(fā)現(xiàn)鈣、氦、氫氧化物、鎂、氧、鉀、硅和鈉的比例偏高。也有水蒸氣的存在，組合的過(guò)程發(fā)表如下：彗星撞擊其表面，濺射創(chuàng)造出的水，其中的氫來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)，氧來(lái)自巖石，和在極區(qū)坑洞內(nèi)永久陰影下儲(chǔ)存的冰升華。檢測(cè)到許多由水釋出的離子，如O 、OH 、和H 2 O 則是一個(gè)驚喜 。由于這些為數(shù)可觀的離子是在水星的太空環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的，因此科學(xué)家推測(cè)是被太陽(yáng)風(fēng)從水星表面或外逸層摧毀的分子 。

在1980-1990年代，在大氣層中發(fā)現(xiàn)鈉、鉀、鈣，相信主要是表面的巖石被微隕石撞擊汽化導(dǎo)致的 。在2008年，信使號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了鎂 。研究指出，鈉的排放是區(qū)域性的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于這顆行星的磁極。這將顯示出在磁層和行星表面之間的交互作用 。

磁場(chǎng)和磁氣層

  圖表顯示出水星磁場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度。

盡管水星很小和以59天的長(zhǎng)周期自轉(zhuǎn)，水星仍有值得注意的全球性磁場(chǎng)。根據(jù)水手10號(hào)的測(cè)量，他的強(qiáng)度僅有地球的1.1%。在水星赤道的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是300nT 。像地球一樣，水星的磁場(chǎng)是雙極的 。不同于地球的是，水星的磁極和水星的自轉(zhuǎn)軸幾乎是一致的 。來(lái)自水手10號(hào)和信使號(hào)兩艘太空船的測(cè)量，都指出水星磁場(chǎng)的強(qiáng)度和形狀都是穩(wěn)定的 。

這個(gè)磁場(chǎng)可能是經(jīng)由發(fā)電機(jī)效應(yīng)形成的，有些類似于地球的磁場(chǎng) 。這種發(fā)電機(jī)效應(yīng)起因于行星富含鐵的液體核心的循環(huán)，特別是行星軌道的高離心率帶來(lái)強(qiáng)烈的潮汐作用，使核心保持液態(tài)更是發(fā)電機(jī)效應(yīng)所必須的 。

水星磁場(chǎng)的強(qiáng)度足以偏轉(zhuǎn)圍繞著該行星的太陽(yáng)風(fēng)，創(chuàng)造出磁層。水星的磁層雖然很小，但已足以將地球包含在內(nèi) ，也強(qiáng)到可以將太陽(yáng)風(fēng)的等離子拘束在內(nèi)，對(duì)行星表面的太空風(fēng)化產(chǎn)生貢獻(xiàn) 。水手10號(hào)太空船的觀測(cè)在水星夜半側(cè)的磁層內(nèi)部偵測(cè)到低能量的等離子，在磁尾也偵測(cè)到高能量的微粒爆炸，這些都顯示了水星磁層的動(dòng)力學(xué)性質(zhì) 。

在2008年10月6日的第二次飛掠水星，信使號(hào)發(fā)現(xiàn)水星的磁場(chǎng)有甚高頻的"滲漏"。太空船遭遇到磁性的"龍卷風(fēng)" － 纏繞扭曲的磁場(chǎng)與行星磁場(chǎng)聯(lián)結(jié)并深入行星際空間 － 寬度達(dá)到800公里，或是行星半徑的1/3。這個(gè)龍卷風(fēng)形成時(shí)夾帶著太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)聯(lián)結(jié)到水星的磁場(chǎng)。隨著太陽(yáng)風(fēng)刮過(guò)水星的磁場(chǎng)，這些聯(lián)結(jié)的磁場(chǎng)會(huì)被攜走和扭曲成類似漩渦狀的結(jié)構(gòu)。這些扭曲的磁通量管，技術(shù)上稱為通量傳輸事件，形成行星磁盾中開(kāi)放的窗口，太陽(yáng)風(fēng)可以長(zhǎng)驅(qū)直入并直接撞擊到水星的表面 。

這種聯(lián)結(jié)行星際和行星磁場(chǎng)的過(guò)程稱為磁重聯(lián)，在宇宙中是很普遍的。它也發(fā)生在地球的磁場(chǎng)，通常也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的龍卷風(fēng)。信使號(hào)的觀測(cè)顯示重聯(lián)結(jié)的速率在水星高出了10倍。但依水星和太陽(yáng)的距離，信使號(hào)觀測(cè)到的重聯(lián)結(jié)僅有1/3 。

軌道和自轉(zhuǎn)

水星軌道 (黃色)。日期參考2006年。模擬水星和地球公轉(zhuǎn)太陽(yáng)的軌道。

水星是所有的行星中離心率最大的；它的離心率是0.21，使它與太陽(yáng)的距離在4600萬(wàn)至7000萬(wàn)公里的范圍之間變動(dòng)。它以87.969地球日的周期完整的公轉(zhuǎn)太陽(yáng)一圈。 右邊的水星軌道圖疊加上有著相同半長(zhǎng)軸的圓形軌道，以顯示出軌道離心率造成的影響。以5天為間隔的標(biāo)示顯示出在近日點(diǎn)時(shí)有著較大的距離，清楚的顯示出比較高的軌道速度。球的大小，與它們和太陽(yáng)的距離成反比，用來(lái)說(shuō)明日心距離的變化。到太陽(yáng)距離的變化，結(jié)合行星繞著自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)軌道共振，造成表面溫度復(fù)雜的變化 。 這種共振使得一個(gè)水星日的長(zhǎng)度是水星的兩年，或是大約176個(gè)地球日 。

水星的軌道平面對(duì)地球的軌道平面 (黃道) 有著7度的傾斜，顯示在右圖中。結(jié)果是，水星橫越過(guò)太陽(yáng)前方的凌日，只有在水星穿越黃道平面之際，也位于地球和太陽(yáng)之間時(shí)才會(huì)發(fā)生。平均下來(lái)，大約7年才會(huì)發(fā)生一次 。

水星的轉(zhuǎn)軸傾角幾乎是零 ，最佳的測(cè)量值小于0.027度 。這明顯的遠(yuǎn)小于木星，它是轉(zhuǎn)軸傾角第二小的行星，數(shù)值為3.1度。這意味著位于水星極點(diǎn)的觀測(cè)者，太陽(yáng)中心點(diǎn)的高度永遠(yuǎn)不會(huì)高于地平線上2.1弧分 。

在水星表面上的某些點(diǎn)，觀測(cè)者可以看見(jiàn)太陽(yáng)上升到半途時(shí)，會(huì)反轉(zhuǎn)回去日落，然后再度日出；在所有的點(diǎn)上，這些都發(fā)生在同一個(gè)水星日。這是因?yàn)樵诮拯c(diǎn)前大約4個(gè)地球日時(shí)，水星軌道的角速度，幾乎與他的自轉(zhuǎn)速度相同，所以太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)會(huì)停滯；在近日點(diǎn)時(shí)，水星軌道的角速度超過(guò)水星自轉(zhuǎn)的角速度。因此，對(duì)假設(shè)在水星上的觀測(cè)者，會(huì)明顯的看到太陽(yáng)逆行。通過(guò)近日點(diǎn)4天之后，在這些點(diǎn)上觀測(cè)到的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)正常了 。

水星與地球內(nèi)合 (最靠近地球) 的周期平均是116地球日 ，但是由于水星軌道的離心率，這個(gè)間隔從105日至129日不等。水星與地球的距離可以近到7730萬(wàn)公里 ，但在AD28,622年之前不會(huì)接近至8000萬(wàn)公里以內(nèi)，最近的接近是在2679年的8210萬(wàn)公里，然后是4487年的8200萬(wàn)公里 。從地球可以看見(jiàn)它逆行的時(shí)間大約是在內(nèi)合前后的8-15天，所以會(huì)有如此大范圍差距變化，完全是因?yàn)樗兄^大的離心率 。

自旋軌道共振

  在公轉(zhuǎn)一周之際，水星自轉(zhuǎn)1.5圈，所以完整的公轉(zhuǎn)兩圈之后，同一個(gè)半球再度被照亮。

1889年意大利天文學(xué)家喬凡尼·斯基亞帕雷利經(jīng)過(guò)多年觀測(cè)認(rèn)為水星自轉(zhuǎn)時(shí)間和公轉(zhuǎn)時(shí)間都是88天。

許多年以來(lái)，水星被認(rèn)為是與太陽(yáng)同步的潮汐鎖定，在每一次的軌道公轉(zhuǎn)中都以同一面朝向太陽(yáng)，就像月球始終以同一面朝向地球。在1965年的雷達(dá)觀測(cè)，美國(guó)天文學(xué)家才測(cè)量出水星自轉(zhuǎn)的精確周期是58.646天，證明水星以3:2的自旋軌道共振，每公轉(zhuǎn)太陽(yáng)二次時(shí)也自轉(zhuǎn)三次；而水星軌道的高離心率使得此共振穩(wěn)定 － 在近日點(diǎn)，太陽(yáng)的潮汐力最強(qiáng)，太陽(yáng)也平靜 (穩(wěn)定) 的出現(xiàn)在最靠近水星的天空 。

起初，天文學(xué)家認(rèn)為它被同步鎖定的原因是，當(dāng)水星在適合觀測(cè)的位置上時(shí)，它幾乎總是在3:2共振的相同位置上，因此呈現(xiàn)相同的面貌。這也是因?yàn)樗枪D(zhuǎn)周期與地球會(huì)合周期一半的巧合，由于水星3:2的自旋軌道共振，一太陽(yáng)日(太陽(yáng)兩次過(guò)中天的時(shí)間間隔) 約176地球日 。一恒星日(公轉(zhuǎn)周期)則約58.7地球日 。

模擬的研究顯示水星軌道的離心率是混亂的，在數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)會(huì)因?yàn)槠渌行堑臄z動(dòng)從接近0 (圓形) 至超過(guò)0.45之間變動(dòng) 。這被認(rèn)為可以解釋水星的3:2自旋軌道共振 (而非更常見(jiàn)的1:1)，因?yàn)檫@種狀態(tài)在高離心率軌道的時(shí)期中是可能發(fā)生的 。數(shù)值模擬顯示未來(lái)長(zhǎng)期軌道共振，與木星的交互作用會(huì)造成近日點(diǎn)距離的增加，在未來(lái)的50億年內(nèi)有1%的概率會(huì)與金星碰撞 。

近日點(diǎn)的前進(jìn)

1859年，法國(guó)數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家?jiàn)W本·勒維耶報(bào)告水星環(huán)繞太陽(yáng)的軌道有著牛頓力學(xué)和現(xiàn)有已知的行星攝動(dòng)不能完滿解釋的緩慢進(jìn)動(dòng)。他建議用“另一顆行星 (或一系列更微小天體) 位于比水星更靠近太陽(yáng)的軌道上”來(lái)處理這些攝動(dòng) (其它的解釋包括太陽(yáng)略微的扁平)?；谔焱跣堑能壍朗艿綌_動(dòng)而發(fā)現(xiàn)了海王星的成功，使天文學(xué)家對(duì)這個(gè)解釋充滿了信心，并且這個(gè)假設(shè)的行星被命名為瓦肯，但是始終未能發(fā)現(xiàn)這顆行星 。

水星相對(duì)于地球的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)是每世紀(jì)5,600弧秒(1.5556度)，或是相對(duì)于慣性ICFR每世紀(jì)574.10 ±0.65弧秒 ；但牛頓力學(xué)考慮了來(lái)自其它行星所有的影響，預(yù)測(cè)的進(jìn)動(dòng)只有每世紀(jì)5,557弧秒 (1.5436度) 。在20世紀(jì)初期，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論對(duì)觀測(cè)到的進(jìn)動(dòng)提供了解釋。這個(gè)效應(yīng)非常?。核墙拯c(diǎn)的相對(duì)論進(jìn)動(dòng)是每世紀(jì)42.98弧秒，剛剛好是之前不足的值；然而，在經(jīng)歷1,200萬(wàn)次的公轉(zhuǎn)之后，它仍有一點(diǎn)點(diǎn)的過(guò)剩。其它行星也有非常類似的情形，但是影響小了很多：金星是每世紀(jì)8.62弧秒，地球是3.84弧秒，火星是1.35弧秒，伊卡路斯是10.05弧秒 。

座標(biāo)系統(tǒng)

水星的經(jīng)度是向西增加的，一個(gè)被命名為Hun Kal的小坑穴被選定作為經(jīng)度的參考點(diǎn)，它的中心被定義為20° 。

觀測(cè)

  1974年水手號(hào)太空船的馬賽克影像。

水星的視星等介于 ?2.6等 （比最亮的恒星天狼星更亮）和 +5.7等（接近理論上裸眼可見(jiàn)的極限值）之間。這兩個(gè)極端值都出現(xiàn)于水星在天空中的視位置接近太陽(yáng)的時(shí)候 。由于它很接近太陽(yáng)，因此觀測(cè)上很麻煩，大部分的時(shí)間都會(huì)迷失在陽(yáng)光中，只有在日出前或日落后短暫的暮曙光內(nèi)可以看見(jiàn)。

水星，像其它一些行星和明亮的恒星一樣，可以在日全食的時(shí)間被看見(jiàn) 。

像月球和金星一樣，從地球上可以觀察到水星的相位。它的"新月"出現(xiàn)在內(nèi)合，"滿月"出現(xiàn)在在外合。由于它相對(duì)的過(guò)度貼近太陽(yáng)，因此從地球上是看不見(jiàn)水星呈現(xiàn)這兩種相位。

水星探索

早期

水星最早被閃族人在（公元前三千年）發(fā)現(xiàn)，他們叫它 Ubu-idim-gud-ud。最早的詳細(xì)記錄觀察數(shù)據(jù)的是巴比倫人，他們叫它 gu-ad 或 gu-utu。希臘人給它起了兩個(gè)古老的名字，當(dāng)它出現(xiàn)在早晨時(shí)叫阿波羅，當(dāng)它出現(xiàn)在傍晚叫赫耳墨斯，但是希臘天文學(xué)家知道這兩個(gè)名字表示的是同一星體。希臘哲學(xué)家赫拉克利特甚至已經(jīng)認(rèn)為水星和金星（維納斯星）是繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的而不是地球。水星的觀測(cè)因?yàn)樗^(guò)于接近太陽(yáng)而變的非常復(fù)雜；在地球可以觀測(cè)它的唯一時(shí)間是在日出或日落時(shí)。

美國(guó)國(guó)家航空航天局

靠近過(guò)水星的唯一航天器是水手10號(hào)。最近有一個(gè)被美國(guó)國(guó)家航空航天局批準(zhǔn)的項(xiàng)目，項(xiàng)目被命名為MESSENGER（“信使號(hào)”，是MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging的字母縮寫，意為 “水星表面，空間環(huán)境，地理化學(xué)和全向遙測(cè)”），信使號(hào)已在2004年8月發(fā)射，2011年3月18日進(jìn)入圍繞水星運(yùn)行的軌道，成為首顆圍繞水星運(yùn)行的探測(cè)器。

水手10號(hào)

第一艘探測(cè)最內(nèi)側(cè)行星的探測(cè)器：水手10號(hào)來(lái)自水手10號(hào)的水星影像

第一艘探測(cè)水星的太空船是NASA的水手10號(hào) (1974-1975年) 。這艘太空船使用金星的引力調(diào)整它的軌道速度，使它能夠接近水星，并使它成為第一艘使用重力助推效應(yīng)，和NASA第一次拜訪多顆行星的太空任務(wù) 。水手10號(hào)提供了第一批的水星表面特寫影像，其中立刻顯示出水星有大量環(huán)型山的性質(zhì)，并透漏許多其他類型的地質(zhì)特征，像是巨型的陡坡，后來(lái)歸因于水星的鐵核冷卻時(shí)稍為收縮造成的 。不幸的是，由于水星軌道公轉(zhuǎn)周期的長(zhǎng)度，使得水手10號(hào)每次接近時(shí)觀察的都是水星的同一側(cè)。這使得水手10號(hào)不可能觀察到完全的水星表面 ，結(jié)果是完成的水星表面地圖少于45% 。

在1974年3月27日，首次飛越水星的兩天前，水手10號(hào)的儀器意外的發(fā)現(xiàn)水星附近有大量的紫外線輻射，這導(dǎo)致初步認(rèn)定水星有衛(wèi)星。不久之后，過(guò)量的紫外線被確認(rèn)是巨爵座31號(hào)星的，而水星的衛(wèi)星就成為天文歷史書上的一個(gè)注腳。

這艘太空船三度飛臨水星，最接近時(shí)與表面的距離只有327公里 。在第一次接近時(shí)，儀器偵測(cè)到水星有磁場(chǎng)，這使得行星地質(zhì)學(xué)家大為驚訝 － 因?yàn)樗堑淖赞D(zhuǎn)極為緩慢，不致于產(chǎn)生發(fā)電機(jī)效應(yīng)。第二次的接近主要是要拍攝影像，但在第三次接近時(shí)，獲得了廣泛的磁性資料。這些資料顯示水星的磁場(chǎng)非常類似于地球，使得水星周圍的太陽(yáng)風(fēng)產(chǎn)生偏離。水星磁場(chǎng)的起源依然有幾個(gè)主要的理論在相互競(jìng)爭(zhēng) 。

在1975年3月24日，就在最后一次接近水星之后8天，水手10號(hào)耗盡了燃料。由于不再能精確的控制他的軌道，于是任務(wù)控制者關(guān)閉了探測(cè)器的儀器 。水手10號(hào)被認(rèn)為仍然環(huán)繞著太陽(yáng)，每隔幾個(gè)月仍會(huì)接近水星一次 。

信使號(hào)

  正在準(zhǔn)備發(fā)射的信使號(hào)。

信使號(hào)是NASA前往水星的第二艘太空船，于2004年8月3日使用波音戴爾他2型火箭從卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射。它在2005年8月飛越地球，并在2006年10月和2007年6月掠過(guò)金星，將它調(diào)整至正確的軌道，以達(dá)到能環(huán)繞水星的軌道 。在2008年1月14日，信使號(hào)首度飛越水星，2008年10月6日再度飛越 ，并于2009年9月29日第三度飛越 。在這幾次的飛越中，將水手10號(hào)未曾拍攝的半球都拍攝了。探測(cè)器在2011年3月18日成功進(jìn)入繞行水星的橢圓軌道。信使號(hào)是在一個(gè)大橢圓軌道上以12小時(shí)為周期繞水星轉(zhuǎn)動(dòng)，距離水星表面最近時(shí)距離為200千米，最遠(yuǎn)則可達(dá)15,193千米。它軌道的最低點(diǎn)位于水星北緯60度的上空，之所以這樣選擇部分是為了能詳細(xì)地研究巨大的卡洛里盆地。這個(gè)盆地直徑1,550千米，是水星最大的表面特征。并在2011年3月29日獲得了第一張?jiān)谲壍郎系乃怯跋?。探測(cè)器已經(jīng)完成一年的制圖任務(wù) ，現(xiàn)在正在進(jìn)行預(yù)定在2013年完成的另一年延伸探測(cè)任務(wù)。除了繼續(xù)觀測(cè)水星和繪制地圖之外，信使號(hào)也將觀察2012年的太陽(yáng)極大期 。

這項(xiàng)任務(wù)要厘清六個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：水星的高密度、地質(zhì)歷史、磁場(chǎng)的本質(zhì)、核的結(jié)構(gòu)、兩極是否有冰？以及稀薄的大氣是如何形成的。為了達(dá)到這些目的，探測(cè)器攜帶了比水手10號(hào)的儀器分辨率更高許多的影像成像設(shè)備，各式光譜儀測(cè)量地殼中元素的豐度，和磁強(qiáng)計(jì)等設(shè)備來(lái)測(cè)量帶電粒子的速度。詳細(xì)測(cè)量探測(cè)器在軌道速度上的微，用來(lái)推斷水星內(nèi)部構(gòu)造的詳細(xì)資訊 。

貝皮可倫坡號(hào)

歐洲空間局計(jì)劃和日本合作，以兩艘太空船環(huán)繞水星：一艘描繪水星地圖，另一艘研究它的磁氣層，稱為貝皮可倫坡號(hào)的探測(cè)計(jì)劃 。計(jì)劃在2015年發(fā)射太空船，預(yù)期將于2019年抵達(dá)水星 。載具將釋放一個(gè)磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)入環(huán)繞水星的橢圓軌道，然后化學(xué)火箭將點(diǎn)燃，讓繪制地圖的探測(cè)器進(jìn)入圓軌道。這兩個(gè)探測(cè)器都將運(yùn)作一個(gè)地球年 。繪圖探測(cè)器將攜帶類似于信使號(hào)的光譜儀，和在許多不同的波長(zhǎng)上研究這顆行星，包括紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線 。

俄國(guó)人計(jì)劃在2011年-2012年之間用聯(lián)盟火箭送出他們的飛船，飛船將在四年后到達(dá)水星，將會(huì)環(huán)繞軌道飛行，繪制地圖并且研究它的磁場(chǎng)。

成為人類殖民地的可能

在水星南北極的環(huán)形山是一個(gè)很有可能適合成為地球外人類殖民地的地方，因?yàn)槟抢锏臏囟瘸Ｄ旰愣ǎù蠹s-200℃）。這是因?yàn)樗俏⑷醯妮S傾斜以及因?yàn)榛緵](méi)有大氣，所以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(huán)形山底部也總是黑暗的。適當(dāng)?shù)娜祟惢顒?dòng)將能加熱殖民地以達(dá)到一個(gè)舒適的溫度，相比周圍大部分區(qū)域來(lái)說(shuō)，較低的環(huán)境溫度將能使散失的熱量更易處理。

關(guān)于水星的科幻

水星是科幻小說(shuō)作者感興趣的題材。主題主要包括暴露在太陽(yáng)輻射下的危險(xiǎn)；停留在水星緩慢移動(dòng)的晨昏圈（白天與夜晚之間的界線）上被過(guò)度輻射所傷害的可能和政府（可能因?yàn)樗潜砻鏈囟群芨叩木壒剩?/span>

在文化中

  在波納提 (Guido Bonatti ) 1550年版的 Liber astronomiae 一書中的水星。

在西洋占星學(xué)，水星統(tǒng)領(lǐng)的星宮是雙和室女宮。也就是當(dāng)水星在這些星宮時(shí)對(duì)這這兩個(gè)星宮的人影響最大

在天文學(xué)家于最近幾十年創(chuàng)建詳細(xì)的水星地圖之前， Solitudo Hermae Trismegisti ( 荒蕪的Hermes Trismegistus )被認(rèn)為是水星的一大特色，覆蓋了行星1/4的東南象限。

墨丘利 ，是在古斯塔夫·霍爾斯特的音樂(lè)，行星組曲中運(yùn)動(dòng)的四棱使者。

相關(guān)條目

水手10號(hào)：探測(cè)水星的太空船

殖民水星

探勘水星

太陽(yáng)系探測(cè)器列表

太陽(yáng)系探索時(shí)間線

水星凌日

水星表面特征列表

參考文獻(xiàn)

Discovering the Essential Universe by Neil F. Comins (2001)

注解

^1.01.1Plutowas considered a planet from its discovery in 1930 to 2006, but after that it has been classified as a dwarf planet. Pluto"s orbital eccentricity is greater than that of Mercury. Pluto is also smaller than Mercury, but was assumed to be larger until 1976.

免責(zé)聲明：以上內(nèi)容版權(quán)歸原作者所有，如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請(qǐng)告知，我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。感謝每一位辛勤著寫的作者，感謝每一位的分享。