了解水星

水星 Mercury
水手10号, 1974.3.　© USGS / NASA
　　水星是九大行星中最靠近太阳的行星，公转轨道半径为5,791万公里 (0.38AU)；直径为4,880公里，在九大行星中大小排行是第八，仅大于冥王星，甚至比一些气体行星的较大卫星如木卫三及土卫六还小，但是质量大得多，为3.30x1023公斤。

　　人类知道水星最早可追溯至苏美人 (公元前三世纪)；希腊人曾为它在早晚出现时各取了不同的名字，但同时代的天文学家已知道二者其实是同一个星体，柏拉图学派的赫拉克利特 (Heraclitus) 甚至相信水星和金星是绕着太阳公转而非绕着地球。

　　只有一个太空探测船－美国的水手十号曾到过水星，它在1973至1974年间曾三度飞越水星，绘测出45%表面积的地图；另一方面哈伯太空望远镜却无法观测水星，因为水星太接近太阳，哈伯的精密仪器会被强烈的太阳光给烧毁。

　　水星有一个偏心率很高的公转轨道，它的近日点距太阳只有4,600万公里；但远日点却有7,000万公里，近日点的岁差移动速率则很慢。19世纪的天文学家曾很谨慎地测量出水星的公转数据，但却很难以牛顿运动定律完美解释，数十年间，在观测数据与理论推导之间就是有那么一点差距始终无法解释，当时一般推论是有另一颗尚未发现的行星在一旁影响水星的轨道。这个谜题后来被爱因斯坦的一般相对论给解开了，事实上对水星轨道的完美推论是一般相对论能被学界接受的一大例证之一。

　　在1962年之前，一般都认为水星的一「天」是和它的一「年」等长，如此水星就会像月球对地球一般，始终以同一面面向太阳，但是在1965年以都卜勒雷达观测其自转速度后，这种想法就被推翻了：水星每公转两周会自转三圈！水星是太阳系已知星体中唯一不是以1:1的方式达到公转／自转共振状态的。

　　这种特别的现象以及水星非常椭圆的公转轨道，造就了在水星表面上会见到的一些奇妙的效果：在某些经度会看到太阳升起，然后在它慢慢升到天顶的过程中，看起来会愈来愈大；到了天顶，太阳会停下来，然后倒退，再停下来，然后恢复前进直到落下，在这段过程中太阳看起来又会愈来愈小。而在太阳升落之间，其它恒星已经历了三度升落！在其他地方观测的状况各有不同，但是同样也是非常的奇妙。

　　水星表面的温度差异是整个太阳系中最极端的：从90K至700K；金星的温度虽然高得多，但是温差则小得多。

　　水星在很多方面都很像月球：表面布满撞击坑洞且甚为古老，也没有板块运动；但另一方面，水星的平均密度 (5.43gm/cm3) 高出月球 (3.34gm/cm3) 甚多，它是九大行星中密度第二大的，仅次于地球。然而地球的高密度是由于其大质量的重力压密效果所造成，若非如此则水星的密度将会比地球还高，这表示水星的高密度铁质核心占全星体的比例比地球的还大，说不定就是水星最主要的组成，这样说来它会只有很薄的岩石外壳 (相当于地球的地壳加上地函)。据推估其铁质核心半径达1,800至1,900公里，而其岩石外壳只有500到600公里薄。此外，有一部分的铁质核心可能是液态的。

　　水星只有非常微薄的大气，是由太阳风自其表面吹袭出来的原子所组成，因为水星很热，这些原子很快就会逸散到太空去，因此相对于金星及地球的稳定大气，水星的大气是不断地新生的。

　　水星表面有一些巨大的断崖，最长可达数百公里，落差最高可达三公里。由其中有些断崖切过坑洞及其他特征，可知这些断崖是由于水星早期的表面收缩作用而造成的，据估计这样的收缩率约为0.1%，相当于半径缩短了1公里。

　　水星表面最大的地形是卡路里 (Caloris) 盆地，它的直径大约有1,300公里之广，一般认为它与月面上的大盆地 (月海) 类似，应该同样是由于太阳系早期的超大型撞击所造成，而恰在其背面的一些特别的地形 恐怕也是起因于同一事件。

　　除开多坑洞的区域，水星也有一些比较平坦的地方，有些可能是早期的火山活动所造成，但也有一些可能是被撞击坑洞的喷出物所填平。

　　在对水手十号数据的再分析中，发现水星一些近期火山活动的初步证据，但还有待进一步的确认。令人惊奇的是，在雷达对水星北极区的观测中，发现在一些坑洞的阴影中有水冰存在的证据。这个区域水手十号并没有测绘过。

　　水星的磁场很微弱，约只有地球的1%；也没有已知的卫星。

　　水星通常可以用双筒望远镜甚至肉眼就能看到，但由于它很靠近太阳，因此若在晨曦或晚霞的余光中就很难看到了。有些网站可以显示水星及其它行星在天空的现在位置；更多的细节及图表则可以在一些星图软体如Starry Night中找到。

文章来源:http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/enso/

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