名不副实的星球——水星

名不副实的星球——水星

水星是由水组成的吗?答案是否定的,水星的称呼可谓是名不副实,因为水星上连一滴水都没有。

水星是太阳系中最靠近太阳的行星。而在中国古代,我们称水星为辰星。由于它离太阳很近,我们平时很难观察到它,所以至今也没有发现它有卫星伴随。

水星绕太阳公转轨道面和黄道面的夹角为7度。在太阳系中,除了冥王星外,水星轨道面和黄道面交角最大。水星轨道半径为5790万公里,轨道很扁,偏心率为0.206,仅仅次于冥王星。水星在轨道上的平均运动速度为47.89公里/秒,是太阳系中运动速度最快的行星。它的公转周期为87.969日。

水星下合时常常穿过日面,那时我们会在太阳圆面上看到一个小圆点经过,这种现象叫做水星凌日。水星凌日的条件和发生日食的条件极其相似,每个世纪平均发生13次。观测水星凌日想象能精确地测定水星的轨道。

成像动画

水星除了绕太阳公转外,还有自转。过去一直认为,水星自转周期由于潮汐作用,变成和公转周期相等,也是87.969日。1965年,射电天文学家测得水星的自转周期为58.646日,正好是它公转周期的三分之二,对于这个问题迄今还没有恰当的解释。

水星的半径约为2440公里,是地球半径的38.3%,体积是地球的5.62%,质量为3.33x10的26次方克,是地球的5.58%,平均密度为5.46克/立方厘米,比地球略微小。

水星表面的重力加速度为373厘米/平方秒,因此水星表面上的物体逃逸速度也很小,为4.3公里/秒。水星与月球一样,本身不发光,只能反射太阳光,因此,通过望远镜可以看到水星有类似月相的变化,它的表面情况和月球表面情况差不多。

美国宇航局公布的水星图片

美国发射的行星探测器“水手10号”于1974年3月29日、9月21日和1975年3月16日三次经过水星,探测到有关水星的许多情报,水星的表面很像月球,布满了大大小小的环形山,此外还有平原、裂谷、盆地各种地形,它是太阳系诸多行星中表面温度最高的地方。

水手10号进行发射前的准备

美国水手10号探测器

水星有着极其稀薄的大气,大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、等元素。有些高度超过三公里,长度超过500公里的悬崖分布在水星表面,这也是水星上没有大气风化的证据。自从水星遭受过严重的陨石轰击形成环形山以来,就不曾有较多的大气,水星表面的大气既然如此的稀薄,昼夜温差必然相差很大,白天太阳光直射处温度高达700K,夜晚冷到100K。

(科学家通过信使号发现在水星北极点附近的火山口存在冰和类似煤的冰冻有机物。红色区域为“信使”标记的永久阴影区,黄色区域为地面射电望远镜标记的“亮区”)

水星的平均密度很大,在八大行星中仅次于地球,这说明它有类似地球那样的内核。据估计,水星内部有一个铁核,铁核约占水星质量的70~80%,而铁核外面有一层厚约500~600公里的硅酸盐包层。

“水手10号”探测器还发现水星有磁场,而且水星磁场位形与地球相似,也有偶极场,南北两磁极的连线与水星自转轴交角为12度,此外就是水星也有磁层。