水星
水星的外貌
在太陽係的九大行星中,水星最靠近太陽。它屬於內行星。從地球上看去,水星和太陽之間的視角距(即兩個天體在觀測者眼裏所張的角度)不超過28°。我國古代把30°叫做——“辰”,水星離太陽的視角距不超過一辰,因而我國古代把它稱為“辰星”。
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,也隻有在日落西山之後,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。
在地麵上觀測水星,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,向地麵發回了5000多張照片。在最後一次,它距水星表麵僅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,水星表麵和月球表麵極為相似。
水星表麵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。1976年,國際天文學會聘請一些專家、學者為環形山命名,1987年正式公布了第一批環形山的名字,其中有15個環形山用了中國的人的名字。除了中國現代文學巨匠魯迅外,其他14位都是中國古代文學家和藝術家。
水星的運動
水星離太陽的平均距離為5790萬公裏,繞太陽公轉軌道的偏心率為0.206,故其軌道很扁。太陽係天體中,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公裏/秒,是太陽係中運動速度最快的行星,它繞太陽運行一周隻需要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。
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公裏,是地球半徑的38.2%,18個水星合並起來才抵得上一個地球的大小。質量為3.33×1026克,為地球質量的5.58%,平均密度為5.43克/厘米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矽酸鹽構成的,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、鎳和矽酸鹽。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,可以開采2400億年,真是一座取之不盡,用之不竭的大鐵礦!
美國發射的“水手10號”在1974年3月、9月和1975年3月探測了水星,並向地麵發回5000多張照片,為我們了解水星提供了珍貴的信息。從照片上我們看出,水星的外貌酷似月球,有許多大小不一的環形山,還有輻射紋、平原、裂穀、盆地等地形。人們推測水星的殼層與月球類似,並且都有過隕星轟擊曆史。水星上有極稀薄的大氣,大氣壓小於2×10-9百帕,大氣中含有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由於大氣非常稀薄,水星的表麵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。
水星的磁場
水星有沒有磁場?70年代以前,也是誰都不知道。而一般估計,這麼小的一個天體大概是不會有磁場的。