星體特性

內部構造

水星是太陽系內與地球相似的4顆類地行星之一，有著與地球一樣的巖石個體。它是太陽系中最小的行星，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星，比如甘尼米德（木衛三）和泰坦（土衛六）還要小 ——雖然質量較大。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克/cm3，在太陽系中是第二高的，僅次于地球的5.515克/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(de)——未經(jing)重力壓縮(suo)的(de)水星物質(zhi)密(mi)度是5.3克/cm3，相較之下(xia)的(de)地球(qiu)物質(zhi)只有(you)4.4克/cm3。

從水星(xing)的(de)(de)(de)密度(du)可(ke)以推測其內(nei)部結構的(de)(de)(de)詳細(xi)資(zi)料。地球的(de)(de)(de)高(gao)密度(du)，特別是核心的(de)(de)(de)高(gao)密度(du)是由(you)重(zhong)力壓縮(suo)所(suo)(suo)導致的(de)(de)(de)。水星(xing)是如此(ci)的(de)(de)(de)小，因此(ci)它的(de)(de)(de)內(nei)部不會(hui)被強力的(de)(de)(de)擠(ji)壓。所(suo)(suo)以它要有(you)如此(ci)高(gao)的(de)(de)(de)密度(du)，它的(de)(de)(de)核心必然很大且含(han)有(you)許(xu)多的(de)(de)(de)鐵。

地形地貌

美國發(fa)射的“水(shui)手10號(hao)”在1974年3月(yue)、9月(yue)和(he)1975年3月(yue)探測了(le)(le)水(shui)星，并向(xiang)地(di)(di)面發(fa)回5000多張(zhang)照片，為(wei)我們了(le)(le)解水(shui)星提供(gong)了(le)(le)珍貴的信息。從照片上我們看(kan)出，水(shui)星的外貌酷似月(yue)球，有許(xu)多大小(xiao)不一(yi)的環形(xing)山(shan)，還有輻射紋、平原(yuan)、裂谷(gu)、盆地(di)(di)等地(di)(di)形(xing)。

水星的(de)表面(mian)很(hen)像月(yue)球，滿布著環形(xing)山、大平原、盆地(di)、輻射紋(wen)和斷(duan)崖。1976年，國際(ji)天文學聯合(he)會開(kai)始(shi)為(wei)水星上的(de)環形(xing)山命名。

水星表面上有(you)著(zhu)星羅棋布的大大小小的環(huan)形山(shan)(shan)(shan)，既有(you)高山(shan)(shan)(shan)，也有(you)平(ping)原，還有(you)令人膽寒的懸崖峭壁。據(ju)統計，水星上的環(huan)形山(shan)(shan)(shan)有(you)上千(qian)個，這些環(huan)形山(shan)(shan)(shan)比月亮上的環(huan)形山(shan)(shan)(shan)的坡(po)度平(ping)緩(huan)些。

水(shui)星上的(de)(de)環(huan)形山和月球上的(de)(de)環(huan)形山一樣，也進行了命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)。在(zai)國際天文學(xue)聯合會(hui)已命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)的(de)(de)310多個(ge)環(huan)形山的(de)(de)名(ming)(ming)(ming)稱中(zhong)，其中(zhong)有15個(ge)環(huan)形山是以我們中(zhong)華民族的(de)(de)人物的(de)(de)名(ming)(ming)(ming)字命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)(ming)的(de)(de)。有伯牙：傳說是春秋時代的(de)(de)音(yin)(yin)樂家(jia)(jia)；蔡琰：東漢末女(nv)詩人；李白(bai)：唐(tang)代大詩人；白(bai)居易：唐(tang)代大詩人：董(dong)源(yuan)：五代十國南唐(tang)畫家(jia)(jia)；李清(qing)照：南宋女(nv)詞(ci)人；姜夔：南宋音(yin)(yin)樂家(jia)(jia)；梁楷(kai)：南宋畫家(jia)(jia)；關漢卿：元(yuan)代戲曲家(jia)(jia)；馬致遠：元(yuan)代戲曲家(jia)(jia)；趙孟(meng)頫(fu)：元(yuan)代書畫家(jia)(jia)；王蒙(meng)：元(yuan)末畫家(jia)(jia)；朱耷：清(qing)初畫家(jia)(jia)；曹(cao)沾（即曹(cao)雪芹）：清(qing)代文學(xue)家(jia)(jia)；魯迅(xun)：中(zhong)國現代文學(xue)家(jia)(jia)。

水(shui)星表面平(ping)均溫度(du)約452K，變(bian)化范圍從90-700K，是溫差最大的行星。白天太(tai)(tai)陽光直(zhi)射處溫度(du)高達427℃，夜晚太(tai)(tai)陽照不(bu)到時，溫度(du)降低到-173℃。可以比較一下地(di)球，地(di)球上(shang)

的(de)度溫變化只有(you)11K（這里只是太陽輻射能量，不(bu)考慮“季節”，“天氣(qi)”）。 水星的(de)表面的(de)日(ri)照比地球強8.9 倍，總共輻照度有(you)9126.6W/㎡。

令人驚(jing)訝(ya)地是，在1992年所進行的(de)雷達觀察顯(xian)示(shi)，水星(xing)(xing)的(de)北極(ji)有冰。一般相(xiang)信這(zhe)些(xie)冰存在于陽光永無法(fa)照射(she)到的(de)環(huan)形山(shan)底(di)部，由(you)(you)于彗星(xing)(xing)的(de)撞擊或行星(xing)(xing)內部的(de)氣(qi)體冒出表面而積(ji)累的(de)。由(you)(you)于沒(mei)有大氣(qi)調節，這(zhe)些(xie)地方的(de)溫(wen)度(du)(du)一直維持在華氏零下280度(du)(du)（約合(he)-173℃）左右。

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。有些橫處于環形山的外環處，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(da)約0.1%（或在星球半徑上(shang)遞減了大(da)約1千(qian)米）！

水星(xing)表面(mian)受到無數次的(de)(de)隕石(shi)撞擊(ji)，到處坑洼。當水星(xing)受到巨大的(de)(de)撞擊(ji)后，就會有盆(pen)地(di)形成(cheng)，周圍(wei)則由山脈(mo)圍(wei)繞。在(zai)盆(pen)地(di)之外是(shi)撞擊(ji)噴出(chu)的(de)(de)物質(zhi)，以及平(ping)坦的(de)(de)熔巖洪流平(ping)原。此外，水星(xing)在(zai)幾十億(yi)年(nian)的(de)(de)演(yan)變(bian)過(guo)程(cheng)中，表面(mian)還形成(cheng)許多褶(zhe)皺、山脊和裂縫(feng)，彼此相互交(jiao)錯。

水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環形(xing)山很類似月(yue)球(qiu)。水(shui)星(xing)(xing)表面(mian)(mian)最顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特征（只包括(kuo)已經被(bei)拍(pai)攝過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分）之一(yi)(yi)(yi)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)直徑達到1360km的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖擊(ji)性環形(xing)山：卡路里（Caloris）盆(pen)(pen)地(di)，是(shi)(shi)水(shui)星(xing)(xing)上溫度最高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區。如同(tong)月(yue)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)盆(pen)(pen)地(di)，Caloris盆(pen)(pen)地(di)很有(you)可能形(xing)成于太(tai)陽系早期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大碰撞中，那次碰撞大概(gai)同(tong)時(shi)造成了星(xing)(xing)球(qiu)另一(yi)(yi)(yi)面(mian)(mian)正(zheng)對盆(pen)(pen)地(di)處(chu)奇特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)形(xing)。水(shui)星(xing)(xing)地(di)形(xing)被(bei)標記為(wei)多(duo)起(qi)伏(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，原(yuan)因(yin)是(shi)(shi)幾十億年前(qian)水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心(xin)冷(leng)卻收縮引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外殼起(qi)皺(zhou)。大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)表面(mian)(mian)包括(kuo)二(er)個(ge)(ge)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)年齡層；比(bi)較(jiao)年輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)較(jiao)平(ping)，或許是(shi)(shi)因(yin)為(wei)溶巖浸(jin)入了較(jiao)早地(di)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。除此之外，水(shui)星(xing)(xing)有(you)“顯(xian)著性”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“周(zhou)期性膨脹”。

在地面(mian)上觀測水(shui)星(xing)，幾乎(hu)看不到(dao)它的(de)(de)細節。1973年11月3日(ri)，美國發射(she)了(le)水(shui)手10號宇宙(zhou)飛(fei)船，對水(shui)星(xing)進(jin)行(xing)飛(fei)近(jin)探測。它是人(ren)類(lei)第一個“訪問(wen)”水(shui)星(xing)的(de)(de)宇宙(zhou)飛(fei)船。在它與(yu)水(shui)星(xing)三(san)次相(xiang)會的(de)(de)過(guo)程(cheng)中，向(xiang)地面(mian)發回了(le)5000多張照片，為我(wo)們了(le)解水(shui)星(xing)提供了(le)珍貴的(de)(de)信息(xi)。在最后一次，它距水(shui)星(xing)表面(mian)僅(jin)372千米，拍攝(she)了(le)非常清晰的(de)(de)水(shui)星(xing)電視圖像(xiang)。

水(shui)星表面大大小小的環形(xing)山(shan)(shan)星羅棋布，既有(you)(you)高(gao)山(shan)(shan)，也有(you)(you)平(ping)原(yuan)，還有(you)(you)令人膽(dan)寒的懸崖峭壁。據統計，水(shui)星上的環形(xing)山(shan)(shan)有(you)(you)上千個，這(zhe)些環形(xing)山(shan)(shan)比月亮上的環形(xing)山(shan)(shan)的坡度平(ping)緩些。

地質構造

水(shui)星(xing)是(shi)太陽系中密(mi)度第二(er)高的(de)行(xing)星(xing)，僅(jin)次于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)。據此(ci)，科(ke)(ke)學(xue)(xue)家們估計水(shui)星(xing)內(nei)部(bu)必定存在一(yi)個超(chao)大的(de)內(nei)核，其(qi)內(nei)核質(zhi)(zhi)量甚至可以占到其(qi)總質(zhi)(zhi)量的(de)2/3，而相比(bi)之下，地(di)球(qiu)(qiu)的(de)內(nei)核區(qu)質(zhi)(zhi)量只占地(di)球(qiu)(qiu)總質(zhi)(zhi)量的(de)1/3。美國華盛頓卡內(nei)基研究院地(di)磁(ci)學(xue)(xue)系主(zhu)任，美國信使(shi)(shi)號水(shui)星(xing)探測(ce)器項目首席科(ke)(ke)學(xue)(xue)家西恩·所羅門（Sean Solomon）教(jiao)授表示：科(ke)(ke)學(xue)(xue)界的(de)觀點(dian)是(shi)認為在太陽系早期的(de)狂暴撞擊(ji)(ji)時(shi)代，水(shui)星(xing)曾遭遇嚴重(zhong)撞擊(ji)(ji)，導致其(qi)失(shi)去了(le)密(mi)度較低的(de)一(yi)部(bu)分外(wai)殼，因此(ci)留下了(le)密(mi)度相對(dui)較大的(de)部(bu)分。而此(ci)次信使(shi)(shi)號探測(ce)器的(de)任務中有一(yi)項便是(shi)通過對(dui)水(shui)星(xing)進行(xing)全地(di)表化學(xue)(xue)成分分析(xi)來檢驗這個理論。

水星含鐵的(de)百(bai)分率超(chao)過任何其他(ta)已知的(de)星系行(xing)星。這里有(you)數個的(de)理(li)論(lun)被(bei)提出來說明(ming)水星的(de)高金屬(shu)性。

一個理論說本來水星有一個和普通球粒狀隕石相似的金屬—硅酸鹽比率。那時它的質量是我們觀測到質量的大約2.25倍，但在早期太陽系的歷史中的某個時間，一個星子/微星體撞掉了水星的1/6。影響是水星的地殼和地幔失去了。類似的另外一個理論是一個用來解釋地球月亮的形成的，參見巨物影響理論。另一種說，水星可能在所謂太陽星云早期的造型階段，在太陽爆發出它的能量之前已經穩定。在這個理論中水星那時大約質量是我們觀測到的兩倍；但因為原恒星收縮，水星的溫度到達了大約2500-3500K之間；甚至高達10000K。許多的水星表面的巖石在這種溫度下蒸發，形成"巖石蒸汽"，隨后，"巖石蒸汽" 被星際風暴帶走。第三個理論，類似第二個，認為水星的外(wai)殼層是被太陽風長期侵蝕掉了的，

水(shui)星(xing)外(wai)(wai)貌如月，內部(bu)卻很(hen)像地球(qiu)(qiu)，也分為殼、幔、核三(san)層。水(shui)星(xing)的半徑(jing)為2439公里，是(shi)地球(qiu)(qiu)半徑(jing)的38.2%，18個水(shui)星(xing)合并起來才抵得(de)上一個地球(qiu)(qiu)的大小。質(zhi)量(liang)為3.33×102?克，為地球(qiu)(qiu)質(zhi)量(liang)的5.58%，平均(jun)密度為 5.433克/cm3，略低于(yu)地球(qiu)(qiu)的平均(jun)密度。在八大行(xing)星(xing)中，除地球(qiu)(qiu)外(wai)(wai)，水(shui)星(xing)的密度最大由此天文學(xue)家(jia)推測水(shui)星(xing)的外(wai)(wai)殼是(shi)由硅酸(suan)鹽構成的，其中心(xin)有個比月球(qiu)(qiu)大得(de)多的鐵(tie)(tie)質(zhi)內核。這個核球(qiu)(qiu)的主要(yao)成分是(shi)鐵(tie)(tie)、鎳和(he)硅酸(suan)鹽根(gen)據這樣的結構，水(shui)星(xing)應含鐵(tie)(tie)兩萬(wan)億(yi)億(yi)噸，按世界鋼的年產量(liang)（約8億(yi)噸）計算，可(ke)以(yi)開采2400億(yi)年。

地(di)殼(ke)厚(hou)度(du)100-300km

結皮厚度600km

核心半(ban)徑(jing)約(yue)1800km

這(zhe)個(ge)行星(xing)(xing)有一個(ge)相(xiang)對大的(de)(de)(de)（即使(shi)是(shi)與(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)相(xiang)比）的(de)(de)(de)鐵(tie)質(zhi)核(he)；水(shui)(shui)星(xing)(xing)由大約(yue)70% 的(de)(de)(de)金(jin)屬和30% 的(de)(de)(de)硅酸鹽組成，以致密(mi)度(du)較高(gao)。平均密(mi)度(du)是(shi)5430kg/m3；略微地(di)(di)(di)小于地(di)(di)(di)球(qiu)密(mi)度(du)，卻比金(jin)星(xing)(xing)大。地(di)(di)(di)球(qiu)高(gao)密(mi)度(du)產生的(de)(de)(de)原因是(shi)地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)壓縮了地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)體積。水(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)只有地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)5.5%——鐵(tie)核(he)占據了 42% 的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)容(rong)積（地(di)(di)(di)核(he)只占17% ）核(he)的(de)(de)(de)周圍(wei)是(shi)600km 厚的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)幔。水(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)總重量(liang)約(yue)為30 000兆(zhao)公噸。

平原

水星有兩(liang)種(zhong)地(di)質顯(xian)著不同的(de)平(ping)原(yuan)。在坑(keng)穴之間(jian)，起伏(fu)平(ping)緩、多(duo)丘陵(ling)的(de)平(ping)原(yuan)，是水星表面可(ke)見最古(gu)老(lao)的(de)地(di)區，早于猛烈的(de)火山(shan)口(kou)地(di)形。這些埋藏(zang)著隕石(shi)(shi)坑(keng)的(de)平(ping)原(yuan)似乎已湮滅許多(duo)較早的(de)隕石(shi)(shi)坑(keng)，并且缺乏直徑在30公里以(yi)(yi)下，以(yi)(yi)及更小的(de)隕石(shi)(shi)坑(keng)。還不清(qing)楚它們是起源于火山(shan)還是撞(zhuang)擊，這些埋藏(zang)著隕石(shi)(shi)坑(keng)的(de)平(ping)原(yuan)大(da)致(zhi)是均勻的(de)分布在整個行星的(de)表面。

平(ping)(ping)坦(tan)(tan)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)是廣(guang)泛的(de)(de)(de)平(ping)(ping)坦(tan)(tan)區域，布滿了(le)各種(zhong)大(da)大(da)小小的(de)(de)(de)凹陷(xian)，和(he)月球的(de)(de)(de)海非常的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)似。值得注意(yi)(yi)的(de)(de)(de)是，它們廣(guang)泛的(de)(de)(de)環繞在(zai)卡洛(luo)里盆(pen)(pen)地的(de)(de)(de)周(zhou)圍。不(bu)同于(yu)月海，水星平(ping)(ping)坦(tan)(tan)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)和(he)埋藏著(zhu)隕石(shi)坑的(de)(de)(de)古老平(ping)(ping)原(yuan)有(you)著(zhu)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)反照率。盡管缺乏明(ming)確(que)的(de)(de)(de)火(huo)山(shan)特征(zheng)，在(zai)地化的(de)(de)(de)平(ping)(ping)臺和(he)圓(yuan)角、分裂的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀都(dou)強烈的(de)(de)(de)支持這些平(ping)(ping)原(yuan)起(qi)源于(yu)火(huo)山(shan)。值得注意(yi)(yi)的(de)(de)(de)是所有(you)水星平(ping)(ping)坦(tan)(tan)平(ping)(ping)原(yuan)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成都(dou)比卡洛(luo)里盆(pen)(pen)地晚，比較在(zai)卡洛(luo)里噴發覆蓋物上可察(cha)覺的(de)(de)(de)小隕石(shi)坑密度可見(jian)一(yi)斑卡洛(luo)里盆(pen)(pen)地的(de)(de)(de)地板(ban)填滿了(le)獨特的(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)地質，破碎的(de)(de)(de)山(shan)脊和(he)粗略的(de)(de)(de)多邊形(xing)(xing)碎裂。不(bu)清楚是撞(zhuang)(zhuang)擊誘導火(huo)山(shan)熔巖，還是撞(zhuang)(zhuang)擊造成大(da)片(pian)的(de)(de)(de)融化。

行星(xing)(xing)表(biao)面一個(ge)不尋常的特征(zheng)是眾多(duo)的壓縮皺褶或峭壁(bi)，在平原(yuan)表(biao)面交錯著。隨著行星(xing)(xing)內部(bu)的冷(leng)卻(que)，它可能會(hui)略為(wei)收縮，并(bing)且(qie)表(biao)面開始變型，造成了這(zhe)些(xie)特征(zheng)。凹陷也在其(qi)它地形，像是坑(keng)穴和平滑的平原(yuan)，頂(ding)部(bu)看見，顯示這(zhe)些(xie)皺褶是在如今才形成的。水星(xing)(xing)的表(biao)面也會(hui)被太(tai)陽扭曲 - 太(tai)陽對水星(xing)(xing)的潮(chao)汐力(li)比月球對地球的強17倍 水星(xing)(xing)密度(du)

水(shui)星(xing)是(shi)太陽系中(zhong)密(mi)度(du)第二高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)行星(xing)，僅次于地(di)球。據此，科(ke)學(xue)(xue)家們估計水(shui)星(xing)內(nei)(nei)部(bu)必(bi)定存在(zai)一(yi)個超大的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)核，其(qi)內(nei)(nei)核質量甚(shen)至可以占到其(qi)總質量的(de)(de)(de)(de)(de)2/3，而相比之下，地(di)球的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)核區質量只(zhi)占地(di)球總質量的(de)(de)(de)(de)(de)1/3。美國(guo)(guo)華(hua)盛頓卡內(nei)(nei)基研究院地(di)磁學(xue)(xue)系主任(ren)，美國(guo)(guo)信(xin)(xin)使號水(shui)星(xing)探測(ce)器項目(mu)首席(xi)科(ke)學(xue)(xue)家西恩·所羅門（Sean Solomon）教授表示：目(mu)前科(ke)學(xue)(xue)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)觀點是(shi)認為在(zai)太陽系早期的(de)(de)(de)(de)(de)狂暴撞擊時(shi)代，水(shui)星(xing)曾遭遇嚴重撞擊，導致其(qi)失去了密(mi)度(du)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分(fen)外(wai)殼，因(yin)此留下了密(mi)度(du)相對(dui)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)。而此次信(xin)(xin)使號探測(ce)器的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務中(zhong)有一(yi)項便(bian)是(shi)通過對(dui)水(shui)星(xing)進行全地(di)表化學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)分(fen)析來檢驗(yan)這個理論

星體磁場

在太(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)八大行(xing)星(xing)中，火星(xing)、金星(xing)、地球(qiu)(qiu)(qiu)、木星(xing)、土星(xing)都(dou)有磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，但只有水星(xing)是太(tai)陽系(xi)(xi)類地行(xing)星(xing)中除了(le)地球(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)外唯一擁(yong)有顯著磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)（不過盡(jin)管如此，它的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強度也僅(jin)有地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)1%不到(dao)）。對于一顆行(xing)星(xing)來(lai)說，磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)有無絕(jue)非小事，就拿地球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)來(lai)說，它構成了(le)地球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)生命的(de)(de)(de)保護(hu)(hu)傘(san)，幫助抵擋有害(hai)的(de)(de)(de)太(tai)陽射線和(he)其它宇宙射線，從而造就了(le)生命的(de)(de)(de)樂園。所羅門(men)博(bo)士將(jiang)地球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)稱作“我們的(de)(de)(de)輻射保護(hu)(hu)傘(san)”，如果沒有地球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，地球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)生命將(jiang)很難出現和(he)演(yan)化。

研究(jiu)人(ren)員相(xiang)信(xin)水星的(de)磁(ci)(ci)場產生機制和地球的(de)相(xiang)同，那就是其外核部位導電熔漿的(de)流(liu)動形成的(de)“電機”模式(shi)。此次(ci)信(xin)使號探測器(qi)將精確測量水星磁(ci)(ci)場的(de)分布，從(cong)而幫(bang)助科學家們檢驗這一理論是否正(zheng)確。

1973年11月(yue)，第(di)一(yi)個也是(shi)到目(mu)前為止唯一(yi)的(de)(de)水(shui)星(xing)探(tan)測器發射(she)成功，它的(de)(de)既定(ding)考察任務中(zhong)，有(you)一(yi)項就是(shi)探(tan)測水(shui)星(xing)究竟有(you)沒有(you)磁場(chang)。它就是(shi)美國的(de)(de)“水(shui)手10號(hao)”探(tan)測器。探(tan)測器曾(ceng)經3次從(cong)水(shui)星(xing)上空飛過，那(nei)是(shi)在1974年的(de)(de)3月(yue)29日(ri)和9月(yue)21日(ri)，以及(ji)1975年3月(yue)16日(ri)。

“水手(shou)10號”第一(yi)(yi)次飛越水星(xing)時，距水星(xing)只有720多(duo)公里(li)。探(tan)測器上(shang)的(de)(de)照相(xiang)機在(zai)拍攝布滿環(huan)形(xing)山(shan)的(de)(de)水星(xing)地(di)貌的(de)(de)同(tong)時磁(ci)(ci)強計意外地(di)探(tan)測到(dao)(dao)水星(xing)似乎存(cun)(cun)在(zai)一(yi)(yi)個很(hen)弱的(de)(de)磁(ci)(ci)場，而(er)且可能是(shi)跟地(di)球磁(ci)(ci)場那樣有著兩個磁(ci)(ci)極的(de)(de)偶極磁(ci)(ci)場。水星(xing)表(biao)面環(huan)形(xing)山(shan)和磁(ci)(ci)場的(de)(de)發現使科學家很(hen)感興趣，因(yin)為這些都是(shi)前所(suo)未知的(de)(de)。但是(shi)，磁(ci)(ci)場的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)必(bi)須得(de)到(dao)(dao)進(jin)一(yi)(yi)步的(de)(de)證實這就(jiu)要(yao)等待到(dao)(dao)“水手(shou)10號”與水星(xing)的(de)(de)另一(yi)(yi)次接近。

由于水(shui)(shui)(shui)(shui)手(shou)10號僅拍(pai)攝到水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)表面的(de)37%，所以(yi)人類對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)的(de)了解還很少。“水(shui)(shui)(shui)(shui)手(shou)10號”探測器的(de)飛(fei)行(xing)軌道(dao)是這樣安排的(de)：在到達水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)區域時，它每176天繞(rao)太陽轉一圈。我們知(zhi)道(dao)，水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)每88天繞(rao)太陽一周，也就是說(shuo)，水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)每繞(rao)太陽兩(liang)圈，“水(shui)(shui)(shui)(shui)手(shou)10號”來(lai)到水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)附近(jin)一次，飛(fei)越水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)并進行(xing)探測。

“水(shui)(shui)(shui)手10號(hao)”第二(er)次(ci)(ci)飛越(yue)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)時(shi)，距表(biao)(biao)面(mian)最近(jin)時(shi)在48000公里左(zuo)右，對水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)磁(ci)場沒有(you)發現什么(me)新的(de)(de)情況。為(wei)了(le)取得包括磁(ci)場在內(nei)的(de)(de)更加精確的(de)(de)觀測資料，科學家們對探測器的(de)(de)軌道作了(le)校準，使它(ta)第三(san)次(ci)(ci)飛越(yue)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)時(shi)，離(li)表(biao)(biao)面(mian)只有(you)327公里，而且更接近(jin)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)北(bei)極(ji)。觀測結果是(shi)十分令人鼓舞的(de)(de)：水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)確實(shi)有(you)一(yi)個(ge)偶極(ji)磁(ci)場。從(cong)最初(chu)發現到完全(quan)證實(shi)剛好是(shi)一(yi)年時(shi)間。

水星的(de)偶極(ji)磁場與(yu)地球的(de)很相像，極(ji)性也相同，即(ji)水星磁場的(de)南(nan)極(ji)在水星的(de)北半球，其北極(ji)在南(nan)半球。

水(shui)(shui)星表面(mian)有(you)100多個(ge)具有(you)放射條紋的(de)坑穴(xue)還有(you)大量斷崖，有(you)的(de)長達數百千米。水(shui)(shui)星的(de)密度與(yu)地(di)球(qiu)接近，并有(you)一全球(qiu)性(xing)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)。水(shui)(shui)星磁(ci)(ci)場(chang)的(de)發現，表示水(shui)(shui)星內部(bu)可能是一個(ge)高溫液態的(de)金屬(shu)核(he)。這個(ge)既重又大的(de)鐵鎳內核(he)直徑超過水(shui)(shui)星直徑的(de)1/3，有(you)整個(ge)月球(qiu)那么大。水(shui)(shui)星磁(ci)(ci)場(chang)強度只有(you)地(di)球(qiu)的(de)1%，磁(ci)(ci)力線(xian)的(de)分布圖形(xing)簡(jian)直就是地(di)球(qiu)磁(ci)(ci)場(chang)按比例(li)的(de)縮影。

大氣層

水(shui)(shui)星(xing)(xing)上有(you)(you)極稀薄的大氣(qi)，大氣(qi)壓小于2×10百帕(pa)大氣(qi)中(zhong)(zhong)含有(you)(you)氦、氫(qing)、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由于大氣(qi)非(fei)常稀薄，水(shui)(shui)星(xing)(xing)的表面白天和夜晚的溫度相(xiang)(xiang)差很大，實際上水(shui)(shui)星(xing)(xing)大氣(qi)中(zhong)(zhong)的氣(qi)體分(fen)子(zi)與水(shui)(shui)星(xing)(xing)表面相(xiang)(xiang)撞(zhuang)的頻密(mi)程度比它們(men)之間互相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)撞(zhuang)要高。出于這些原因，水(shui)(shui)星(xing)(xing)應被視為是沒有(you)(you)大氣(qi)的。

水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)大氣(qi)非(fei)常少，主要成(cheng)份為(wei)(wei)氦(hai)（42%）、鈉(na)（氣(qi)體）（42%）和氧(yang)（15%），而且在(zai)(zai)白天氣(qi)溫非(fei)常高，平(ping)均地表(biao)(biao)溫度為(wei)(wei)179℃，最高為(wei)(wei)427℃，最低為(wei)(wei)零(ling)下173℃，因(yin)此水(shui)星(xing)(xing)(xing)上看來(lai)(lai)不(bu)(bu)可能(neng)存(cun)(cun)在(zai)(zai)水(shui)；但1991年科(ke)學家在(zai)(zai)水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)北極發現了(le)一(yi)(yi)個(ge)不(bu)(bu)同(tong)尋常的(de)亮(liang)點(dian)，造成(cheng)這(zhe)(zhe)個(ge)亮(liang)點(dian)的(de)可能(neng)是在(zai)(zai)地表(biao)(biao)或(huo)(huo)地下的(de)冰(bing)(bing)。水(shui)星(xing)(xing)(xing)上真的(de)有可能(neng)存(cun)(cun)在(zai)(zai)冰(bing)(bing)嗎？由于水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)軌(gui)道(dao)比較特殊(shu)，在(zai)(zai)它(ta)的(de)北極，太陽(yang)始終(zhong)只(zhi)在(zai)(zai)地平(ping)線(xian)上徘徊。在(zai)(zai)一(yi)(yi)些隕石坑(keng)內(nei)部，可能(neng)由于永遠見(jian)不(bu)(bu)到陽(yang)光而使溫度降至零(ling)下161℃以下。這(zhe)(zhe)樣低的(de)溫度就有可能(neng)凝固從(cong)行星(xing)(xing)(xing)內(nei)部釋放出(chu)來(lai)(lai)的(de)氣(qi)體，或(huo)(huo)積存(cun)(cun)從(cong)太空來(lai)(lai)的(de)冰(bing)(bing)。

在(zai)太陽的(de)強(qiang)烈(lie)輻射轟擊下，水(shui)(shui)星(xing)大(da)氣被(bei)向后壓(ya)縮延伸開(kai)去，在(zai)背陽處形成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)“尾巴”，就像一(yi)(yi)(yi)顆巨大(da)的(de)彗星(xing)。然而更詭(gui)異(yi)的(de)一(yi)(yi)(yi)點是，水(shui)(shui)星(xing)事實上還在(zai)不(bu)斷的(de)損失其大(da)氣氣體成(cheng)分。組成(cheng)水(shui)(shui)星(xing)大(da)氣的(de)原子不(bu)斷的(de)被(bei)遺失到太空之中，由于(yu)鉀或鈉原子在(zai)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)水(shui)(shui)星(xing)日（一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)水(shui)(shui)星(xing)日——在(zai)其近日點一(yi)(yi)(yi)日時間的(de)一(yi)(yi)(yi)半(ban)）上大(da)約有3小(xiao)時的(de)平(ping)均 “壽命”。

因此，正如(ru)所羅門博(bo)士指(zhi)出的那樣“你需要(yao)不斷的進行補(bu)充方能維持大(da)氣層(ceng)的存在。”科(ke)學家們認(ren)為水(shui)星的補(bu)充方式是捕獲太陽輻射的粒(li)子，以及被微型隕(yun)石撞(zhuang)擊(ji)后濺起的塵埃(ai)顆粒(li)。散失的大(da)氣不斷地(di)被一些(xie)機制所替換(huan)，如(ru)被行星引力場俘獲的火山蒸汽以及兩極的冰冠的除氣作(zuo)用。水(shui)星之鐵

水(shui)星所(suo)含有的鐵的百(bai)分率超過(guo)任何其他已(yi)知的星系行星。這里有數個的理論被提出來說明水(shui)星的高金屬性(xing)。

一個(ge)理(li)論(lun)(lun)說本來水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)有一個(ge)和(he)普通球粒(li)狀隕石(shi)相似(si)的(de)金屬—硅酸鹽比(bi)率(lv)。那時(shi)它的(de)質(zhi)量是(shi)(shi)目前質(zhi)量的(de)大約(yue)2.25 倍，但(dan)在早(zao)期太陽系的(de)歷史(shi)中的(de)某個(ge)時(shi)間，一個(ge)星(xing)(xing)(xing)(xing)子/微星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)撞掉(diao)了(le)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)1/6。影(ying)響(xiang)是(shi)(shi)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)地(di)殼 和(he)地(di)幔 失(shi)去了(le)。類似(si)的(de)另外一個(ge)理(li)論(lun)(lun)是(shi)(shi)一個(ge)用來解釋(shi)地(di)球月(yue)亮的(de)形成(cheng)的(de)，參(can)見巨物影(ying)響(xiang)理(li)論(lun)(lun)。另一種說，水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)可能(neng)在所(suo)謂太陽星(xing)(xing)(xing)(xing)云(yun)早(zao)期的(de)造型(xing)階段，在太陽爆發出它的(de)能(neng)量之(zhi)(zhi)前已經穩定。在這個(ge)理(li)論(lun)(lun)中水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)那時(shi)大約(yue)質(zhi)量是(shi)(shi)目前的(de)兩倍；但(dan)因為原恒星(xing)(xing)(xing)(xing)收縮，水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)溫度到達了(le)大約(yue)2500K 到3500K 之(zhi)(zhi)間；甚(shen)至高達10000K。許多的(de)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)表面(mian)的(de)巖(yan)(yan)石(shi)在這種溫度下蒸發，形成(cheng)"巖(yan)(yan)石(shi)蒸汽"，隨后(hou)，"巖(yan)(yan)石(shi)蒸汽" 被星(xing)(xing)(xing)(xing)際風(feng)暴帶走。第三個(ge)理(li)論(lun)(lun)，類似(si)第二(er)個(ge)，認(ren)為水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)外殼層(ceng)是(shi)(shi)被太陽風(feng)長期侵蝕掉(diao)了(le)的(de)。

水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)擁有太(tai)陽(yang)(yang)系8大行(xing)星(xing)(xing)(xing)中偏心(xin)率最(zui)大的軌(gui)道(dao)(dao)，通俗的說，就(jiu)是它的軌(gui)道(dao)(dao)的橢(tuo)圓(yuan)是最(zui)“扁”的。而最(zui)新的計算機模(mo)擬顯示，在(zai)未來數十億(yi)年間，水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)的這(zhe)一(yi)軌(gui)道(dao)(dao)還將(jiang)變得更扁，使其有1%的機會和(he)太(tai)陽(yang)(yang)或者金星(xing)(xing)(xing)發生(sheng)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)。更讓(rang)人(ren)擔憂的是，和(he)外側的巨行(xing)星(xing)(xing)(xing)引(yin)力場(chang)一(yi)起(qi)，水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)這(zhe)樣(yang)混亂(luan)的軌(gui)道(dao)(dao)運(yun)動將(jiang)有可能打亂(luan)內太(tai)陽(yang)(yang)系其他行(xing)星(xing)(xing)(xing)的運(yun)行(xing)軌(gui)道(dao)(dao)，甚(shen)至導致(zhi)水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)，金星(xing)(xing)(xing)或火星(xing)(xing)(xing)的軌(gui)道(dao)(dao)發生(sheng)變動，并最(zui)終和(he)地(di)球(qiu)發生(sheng)相撞(zhuang)(zhuang)。

行星之最

在太陽系的八大(da)行星中，水星獲得(de)了幾個"最(zui)" 的記錄(lu)：

離太陽距離最近

水星(xing)(xing)(xing)和太陽的平(ping)均距(ju)(ju)離為(wei)(wei)5790萬公里(li)，約為(wei)(wei)日地(di)距(ju)(ju)離的0.387倍（0.387天文(wen)單位(wei)），比(bi)其(qi)它太陽系的行(xing)星(xing)(xing)(xing)近，到目前為(wei)(wei)止還沒有發現(xian)過比(bi)水星(xing)(xing)(xing)更近太陽的行(xing)星(xing)(xing)(xing)。

軌道速度最快

因為距離(li)最近，所以(yi)受到太陽(yang)的引力也最大(da)，因此在它的軌(gui)道(dao)上比(bi)任何行(xing)星(xing)都跑得快，軌(gui)道(dao)速(su)度(du)為每秒48公(gong)里，比(bi)地(di)球(qiu)的軌(gui)道(dao)速(su)度(du)快18公(gong)里。這樣快的速(su)度(du)，只用15分鐘(zhong)就能環繞(rao)地(di)球(qiu)一周。

表面溫差最大

因(yin)為沒有大氣的(de)調節(jie)，距離太陽又(you)非(fei)常(chang)近，所以在太陽的(de)烘烤下(xia)，向陽面(mian)的(de)溫(wen)度(du)(du)最(zui)高時可達(da)430℃，但(dan)背(bei)陽面(mian)的(de)夜間(jian)溫(wen)度(du)(du)可降到零下(xia)160℃，晝夜溫(wen)差(cha)近600℃，奪得行星表(biao)面(mian)溫(wen)差(cha)最(zui)大的(de)冠軍，這真(zhen)是一個處于(yu)火(huo)和冰之間(jian)的(de)世界。

衛星最少

太陽系中發現(xian)了越來越多的衛星(xing)，總數(shu)超過(guo)60個，但水星(xing)和金(jin)星(xing)是根(gen)本沒有衛星(xing)的行星(xing)。

時間最快

水星年

地球每一年繞太陽公轉一圈， 而"水星(xing)(xing)年"是(shi)太陽系中最短的(de)(de)年，它(ta)(ta)繞太陽公轉一周只用88天，還不(bu)到地球上的(de)(de)3個(ge)月。這都是(shi)因為水星(xing)(xing)圍繞太陽高速飛奔的(de)(de)緣故，難(nan)怪代表水星(xing)(xing)的(de)(de)標記和符號是(shi)根據希臘神話，把它(ta)(ta)比作腳穿飛鞋手(shou)持魔杖的(de)(de)使(shi)者。

水星日

在太陽系的(de)行星(xing)(xing)中，“水(shui)(shui)星(xing)(xing)年(nian)”時間(jian)最短，但水(shui)(shui)星(xing)(xing)"日(ri)"卻(que)比別的(de)行星(xing)(xing)更長，水(shui)(shui)星(xing)(xing)公轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)是(shi)88天（以地(di)球日(ri)為單位）而(er)水(shui)(shui)星(xing)(xing)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)是(shi)58.646天（地(di)球日(ri)），地(di)球每自(zi)轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)就是(shi)一(yi)(yi)晝(zhou)夜(ye)，而(er)水(shui)(shui)星(xing)(xing)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)三周(zhou)(zhou)才(cai)是(shi)一(yi)(yi)晝(zhou)夜(ye)。水(shui)(shui)星(xing)(xing)上一(yi)(yi)晝(zhou)夜(ye)的(de)時間(jian)，相(xiang)當于(yu)(yu)地(di)球上的(de)176天。與此同時，水(shui)(shui)星(xing)(xing)也正好公轉(zhuan)(zhuan)了(le)兩周(zhou)(zhou)。因此人們(men)說(shuo)水(shui)(shui)星(xing)(xing)上的(de)一(yi)(yi)天等于(yu)(yu)兩年(nian)，地(di)球人到了(le)水(shui)(shui)星(xing)(xing)上多么不習慣。

星體運動

水(shui)星(xing)(xing)離(li)太(tai)陽(yang)的(de)平(ping)均(jun)距離(li)為5790萬公(gong)(gong)里，繞(rao)太(tai)陽(yang)公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軌道(dao)的(de)偏(pian)心率為0.206，故(gu)其軌道(dao)很扁(bian)。太(tai)陽(yang)系(xi)天(tian)(tian)體(ti)中，除冥王星(xing)(xing)外，要算(suan)水(shui)星(xing)(xing)的(de)軌道(dao)最扁(bian)了。水(shui)星(xing)(xing)在(zai)軌道(dao)上的(de)平(ping)均(jun)運(yun)動速度為48公(gong)(gong)里/秒，是(shi)太(tai)陽(yang)系(xi)中運(yun)動速度最快的(de)行星(xing)(xing)，它繞(rao)太(tai)陽(yang)運(yun)行一周只需要88天(tian)(tian)，除公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)之外，水(shui)星(xing)(xing)本身(shen)也(ye)有自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。過去認(ren)為水(shui)星(xing)(xing)的(de)自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周期(qi)應當與公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周期(qi)相等(deng)，都是(shi)88天(tian)(tian)。1965年，美國天(tian)(tian)文學(xue)家戈登、佩(pei)蒂吉爾和羅·戴斯用安裝(zhuang)在(zai)波(bo)多黎各(ge)阿雷西博(bo)天(tian)(tian)文臺的(de)、當今世界上最大的(de)射電望遠鏡測定了水(shui)星(xing)(xing)的(de)自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周期(qi)，結果并不是(shi)88天(tian)(tian)，而是(shi)58.646天(tian)(tian)，正好是(shi)水(shui)星(xing)(xing)公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周期(qi)的(de)2/3。水(shui)星(xing)(xing)軌道(dao)有每世紀快43″的(de)反常進動。

由于水星在近日(ri)(ri)點(dian)時(shi)總以同一經度朝著(zhu)(zhu)太陽(yang)，在遠(yuan)日(ri)(ri)點(dian)時(shi)以相(xiang)差90°的經度朝著(zhu)(zhu)太陽(yang)，所以水星隨(sui)著(zhu)(zhu)經度不同而(er)出(chu)現季節(jie)變化。

公轉

水星的運行軌道是偏心的，半徑從4600萬-7000萬公里變化。圍繞太陽的緩慢歲(sui)差不能(neng)完全地被(bei)牛頓經典力學所解(jie)釋，以致于在(zai)一段時(shi)間內很(hen)多人用設(she)想的(de)(de)另外(wai)一個(ge)更(geng)靠近太(tai)陽的(de)(de)行星（有時(shi)被(bei)稱為(wei)火神星）來解(jie)釋這個(ge)混亂(luan)。這稱為(wei)“水星近日點進動”。無(wu)論如(ru)何，愛因斯坦的(de)(de)廣義相對論后來提(ti)供(gong)了一種可以消除(chu)這個(ge)小誤差的(de)(de)解(jie)釋。

自轉

1889年(nian)意大(da)利(li)天文(wen)學家(jia)夏帕里利(li)經(jing)過多年(nian)觀(guan)測認為水(shui)星自(zi)轉時間和公(gong)轉時間都是88天。直到1965年(nian)，美國天文(wen)學家(jia)才測量出了(le)水(shui)星自(zi)轉的(de)精確周(zhou)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(ce)者（在太(tai)(tai)陽升起時）時觀測(ce)，可以看見太(tai)(tai)陽先(xian)上(shang)升，然后(hou)倒退最后(hou)落下(xia)，然后(hou)再一次的(de)(de)上(shang)升。這(zhe)是因為大約四天的(de)(de)近日點(dian)周期，水星軌道速(su)度(du)(du)完全(quan)地(di)等于(yu)它的(de)(de)自轉(zhuan)速(su)度(du)(du)，以致(zhi)于(yu)太(tai)(tai)陽的(de)(de)視運動(dong)停止(zhi)，在近日點(dian)時，水星的(de)(de)軌道速(su)度(du)(du)超(chao)過(guo)自轉(zhuan)速(su)度(du)(du)；因此，太(tai)(tai)陽看起來會(hui)逆行性運動(dong)，在近日點(dian)后(hou)的(de)(de)四天，太(tai)(tai)陽恢(hui)復正常的(de)(de)視運動(dong)。

1965年使用雷(lei)達觀測后，觀察數據否決了(le)水(shui)星(xing)對太陽是(shi)潮汐(xi)固定(ding)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)想法(fa)：自(zi)轉使得所有時間里(li)水(shui)星(xing)保持相同(tong)的(de)(de)(de)一(yi)面(mian)(mian)對著太陽。水(shui)星(xing)軌速振(zhen)諧(xie)為3:2，這就(jiu)是(shi)說(shuo)自(zi)轉三次(ci)的(de)(de)(de)時間是(shi)圍繞太陽公轉兩(liang)次(ci)的(de)(de)(de)時間；水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)軌道離心使這個(ge)諧(xie)振(zhen)持穩。最初(chu)天(tian)文(wen)學家認為它(ta)(ta)有被固定(ding)的(de)(de)(de)潮汐(xi)是(shi)因(yin)為水(shui)星(xing)處于最好的(de)(de)(de)觀測位(wei)置，它(ta)(ta)總是(shi)在3:2諧(xie)振(zhen)中的(de)(de)(de)相同(tong)時刻，展現出(chu)相同(tong)的(de)(de)(de)一(yi)面(mian)(mian)，就(jiu)如同(tong)它(ta)(ta)完全地被固定(ding)住(zhu)一(yi)樣(yang)。水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)自(zi)轉比地球緩慢59倍(bei)。

因(yin)為水星的(de)3:2 的(de)軌(gui)速比率(lv)，一個(ge)恒(heng)星日(ri)（自轉的(de)周期(qi)）大約是(shi)58.7個(ge)地球(qiu)(qiu)日(ri)，一個(ge)太陽日(ri)（太陽穿(chuan)越兩次子(zi)午線(xian)之間(jian)的(de)時間(jian)）大約是(shi)176個(ge)地球(qiu)(qiu)日(ri)。

軌道變動

水星(xing)擁有(you)(you)太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)8大(da)行(xing)星(xing)中偏心率最大(da)的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道，通俗的(de)(de)(de)說，就是它(ta)的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道的(de)(de)(de)橢圓(yuan)是最“扁(bian)(bian)”的(de)(de)(de)。而最新的(de)(de)(de)計算機模擬顯示，在(zai)未來數(shu)十(shi)億(yi)年間，水星(xing)的(de)(de)(de)這一軌(gui)(gui)(gui)(gui)道還將變得更扁(bian)(bian)，使其有(you)(you)1%的(de)(de)(de)機會和太(tai)(tai)陽(yang)或者金(jin)星(xing)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)撞(zhuang)擊(ji)。更讓人擔憂的(de)(de)(de)是，和外側(ce)的(de)(de)(de)巨行(xing)星(xing)引力場一起，水星(xing)這樣混亂的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道運(yun)動將有(you)(you)可(ke)能打亂內太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)其他行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道，甚至導致(zhi)水星(xing)，金(jin)星(xing)或火星(xing)的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變動，并最終和地(di)球發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)相(xiang)撞(zhuang)。

凌日現象

水星凌日

當(dang)水星(xing)走(zou)到(dao)太(tai)陽(yang)和地球(qiu)之間時，我們(men)在(zai)(zai)(zai)太(tai)陽(yang)圓面上(shang)會看到(dao)一(yi)個小黑(hei)點穿過，這種現象(xiang)稱為水星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)。其(qi)道理和日(ri)(ri)食類(lei)似，不(bu)同的是水星(xing)比月(yue)亮離地球(qiu)遠，視直徑僅為太(tai)陽(yang)的190萬分之一(yi)。水星(xing)擋住太(tai)陽(yang)的面積太(tai)小了，不(bu)足以(yi)(yi)使太(tai)陽(yang)亮度減弱，所以(yi)(yi)，用肉眼是看不(bu)到(dao)水星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)的，只能通過望遠鏡(jing)進行投影觀測。水星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)每(mei)100年(nian)平均發生13次。在(zai)(zai)(zai)20世紀末有一(yi)次凌(ling)日(ri)(ri)是在(zai)(zai)(zai)1999年(nian)11月(yue)16日(ri)(ri)5時42分。

在(zai)人類歷史上，第一(yi)次預(yu)告水(shui)星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)是"行星(xing)運動三大定律"的發(fa)(fa)現者，德國天文學(xue)家開(kai)普(pu)勒（1571至1630年(nian)(nian)(nian)）。他在(zai)1629年(nian)(nian)(nian)預(yu)言：1631年(nian)(nian)(nian)11月(yue)7 日(ri)(ri)將發(fa)(fa)生(sheng)稀奇(qi)天象--水(shui)星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)。當日(ri)(ri)，法國天文學(xue)家加桑迪在(zai)巴黎親眼目睹到有(you)個(ge)小(xiao)黑點（水(shui)星(xing)）在(zai)日(ri)(ri)面上由(you)東向(xiang)西(xi)徐徐移動。從(cong)1631年(nian)(nian)(nian)至2003年(nian)(nian)(nian)，共(gong)出現50次水(shui)星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)。其中，發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)11月(yue)的有(you)35次，發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)5月(yue)的僅(jin)有(you)15次。每100年(nian)(nian)(nian)，平均發(fa)(fa)生(sheng)水(shui)星(xing)凌(ling)日(ri)(ri)13.4次。

水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)凌日的發(fa)生(sheng)原理與日食(shi)極為相似(si)，水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)軌道(dao)與黃道(dao)面(mian)之(zhi)間(jian)是存在傾角的，這個(ge)傾角大約為7度。這就造成(cheng)了水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)軌道(dao)與地(di)(di)球(qiu)黃道(dao)面(mian)會(hui)有(you)(you)兩個(ge)交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)。即為升(sheng)交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)和降交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)。水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)過升(sheng)交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)即為從地(di)(di)球(qiu)黃道(dao)面(mian)下方向(xiang)黃道(dao)面(mian)上方運(yun)動，降交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)反之(zhi)。只有(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)和地(di)(di)球(qiu)兩者(zhe)的軌道(dao)處于同一(yi)個(ge)平(ping)面(mian)上，而日水(shui)(shui)(shui)(shui)地(di)(di)三者(zhe)又恰好排成(cheng)一(yi)條直線時，才會(hui)發(fa)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)凌日。如果水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)在過升(sheng)降交(jiao)(jiao)(jiao)點(dian)附近的兩天(tian)恰好也(ye)發(fa)生(sheng)了水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)下合相位時，就有(you)(you)可能發(fa)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)凌日天(tian)象。

在(zai)目前及以(yi)后的(de)(de)(de)十幾個世(shi)紀(ji)內，水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)只可能發生(sheng)在(zai)五月(yue)(yue)(yue)或十一(yi)月(yue)(yue)(yue)。發生(sheng)在(zai)五月(yue)(yue)(yue)的(de)(de)(de)為(wei)(wei)降交點(dian)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)，發生(sheng)在(zai)十一(yi)月(yue)(yue)(yue)的(de)(de)(de)為(wei)(wei)升交點(dian)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)。而(er)發生(sheng)在(zai)五月(yue)(yue)(yue)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)更為(wei)(wei)稀罕，水(shui)(shui)星(xing)(xing)距離地(di)球也更近。水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)發生(sheng)的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)同(tong)樣遵(zun)循如日(ri)(ri)(ri)月(yue)(yue)(yue)食那樣的(de)(de)(de)沙羅(luo)周(zhou)(zhou)期(qi)。在(zai)同(tong)一(yi)組沙羅(luo)周(zhou)(zhou)期(qi)內的(de)(de)(de)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)的(de)(de)(de)發生(sheng)周(zhou)(zhou)期(qi)為(wei)(wei)46年(nian)零1天又(you)6.5小時(shi)左(zuo)右。但是(shi)這個46年(nian)的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)中如果有(you)12個閏(run)年(nian)。周(zhou)(zhou)期(qi)即為(wei)(wei)46年(nian)零6.5小時(shi)左(zuo)右。這里所(suo)說的(de)(de)(de)時(shi)間差(cha)值是(shi)同(tong)一(yi)沙羅(luo)周(zhou)(zhou)期(qi)相鄰(lin)兩次(ci)(ci)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)中凌(ling)(ling)(ling)甚的(de)(de)(de)時(shi)間差(cha)值。因為(wei)(wei)同(tong)一(yi)沙羅(luo)周(zhou)(zhou)期(qi)相鄰(lin)兩次(ci)(ci)水(shui)(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)發生(sheng)的(de)(de)(de)時(shi)長(chang)是(shi)不同(tong)的(de)(de)(de)。

觀測歷史

古代觀星

中國

古(gu)代稱(cheng)水(shui)星為“辰星”或“昏星”。

晉書：天文中（七曜 雜星(xing)氣(qi) 史傳(chuan)事(shi)驗）

辰(chen)星(xing)(xing)(xing)曰北方冬水(shui)，智(zhi)也，聽(ting)也。智(zhi)虧聽(ting)失，逆冬令，傷(shang)水(shui)氣，罰(fa)見辰(chen)星(xing)(xing)(xing)。辰(chen)星(xing)(xing)(xing)見，則主刑，主廷(ting)尉，主燕趙(zhao)又為(wei)燕、趙(zhao)、代(dai)以北；宰相(xiang)之(zhi)象。亦(yi)(yi)為(wei)殺伐之(zhi)氣，戰斗之(zhi)象。又曰，軍于野，辰(chen)星(xing)(xing)(xing)為(wei)偏將之(zhi)象，無軍為(wei)刑事和陰陽應效不效，其時不和。出失其時，寒暑失其節(jie)，邦當(dang)大(da)饑。當(dang)出不出，是謂擊卒(zu)，兵大(da)起。在于房心間(jian)地動(dong)(dong)亦(yi)(yi)曰辰(chen)星(xing)(xing)(xing)出入躁疾，常主夷(yi)狄。又曰，蠻夷(yi)之(zhi)星(xing)(xing)(xing)也，亦(yi)(yi)主刑法之(zhi)得失。色黃而小(xiao)，地大(da)動(dong)(dong)。光明與月相(xiang)逮，其國大(da)水(shui)。

最早觀測記錄

水星(xing)最早被閃族人在(zai)（公(gong)元前三千年）發現，他們叫(jiao)它Ubu-idim-gud-ud。最早的詳細記錄觀(guan)察數據的是(shi)(shi)巴比倫人他們叫(jiao)它 gu-ad 或 gu-utu。希臘(la)(la)人給(gei)它起了兩個(ge)古(gu)老的名(ming)字，當它出現在(zai)早晨時叫(jiao)阿波羅(luo)，當它出現在(zai)傍(bang)晚叫(jiao)赫耳墨(mo)斯，但是(shi)(shi)希臘(la)(la)天(tian)文學家知(zhi)道這兩個(ge)名(ming)字表示的是(shi)(shi)同一個(ge)東西(xi)。希臘(la)(la)哲(zhe)學家赫拉克(ke)利特甚至認為水星(xing)和金星(xing)（維納斯星(xing)）是(shi)(shi)繞太陽公(gong)轉的而不是(shi)(shi)地球。

地面觀測

水(shui)星的觀(guan)測因為它過于接(jie)近太(tai)陽而變的非常復(fu)雜，在(zai)地(di)球(qiu)可(ke)以觀(guan)測它的唯一時間是在(zai)日(ri)(ri)出或日(ri)(ri)落時。

水(shui)星(xing)(xing)最(zui)亮的時候，目視(shi)星(xing)(xing)等(deng)達-1.9等(deng)。由于(yu)水(shui)星(xing)(xing)和太(tai)(tai)陽(yang)(yang)之(zhi)(zhi)間的視(shi)角(jiao)距離(li)不(bu)大，使得(de)水(shui)星(xing)(xing)經常因(yin)距離(li)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)太(tai)(tai)近，淹沒在(zai)耀眼的陽(yang)(yang)光(guang)之(zhi)(zhi)中而不(bu)得(de)見(jian)。即使在(zai)最(zui)宜于(yu)觀(guan)察的條件(jian)下，也(ye)只有在(zai)日落西山(shan)之(zhi)(zhi)后(hou)，在(zai)西天低(di)處(chu)的夕陽(yang)(yang)余暉中，或是在(zai)日出(chu)之(zhi)(zhi)前，在(zai)東方地(di)平(ping)線才能(neng)看到它。

地面觀測時間

觀(guan)察水星(xing)的(de)(de)最佳時候是在日出(chu)之前約50分(fen)鐘，或日落后50分(fen)鐘。當我們朝最靠(kao)近太(tai)陽(yang)的(de)(de)行(xing)星(xing)——水星(xing)看的(de)(de)時候，我們也就是朝太(tai)陽(yang)的(de)(de)方向看。需要牢記(ji)的(de)(de)是不要直(zhi)接看太(tai)陽(yang)。

若(ruo)用(yong)望(wang)遠(yuan)鏡看水星(xing)，則可以(yi)選(xuan)擇水星(xing)在(zai)(zai)(zai)其軌(gui)道上處于太(tai)陽(yang)(yang)一(yi)(yi)側或(huo)另一(yi)(yi)側離(li)太(tai)陽(yang)(yang)最遠(yuan)（大距）時(shi)并在(zai)(zai)(zai)日出(chu)(chu)前或(huo)日落(luo)后(hou)搜尋到它。天文歷書會告訴你，這(zhe)個所謂的(de)(de)“大距”究竟是(shi)在(zai)(zai)(zai)太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)西邊(bian)(bian)(bian)（右邊(bian)(bian)(bian)）還(huan)是(shi)東(dong)邊(bian)(bian)(bian)（左邊(bian)(bian)(bian)）。若(ruo)是(shi)在(zai)(zai)(zai)西邊(bian)(bian)(bian)，則可以(yi)在(zai)(zai)(zai)清晨觀(guan)測；若(ruo)是(shi)在(zai)(zai)(zai)東(dong)邊(bian)(bian)(bian)，則可以(yi)在(zai)(zai)(zai)黃昏(hun)觀(guan)測。知(zhi)道了(le)日期，又知(zhi)道了(le)在(zai)(zai)(zai)太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)哪(na)一(yi)(yi)側搜尋，還(huan)應該盡可能挑一(yi)(yi)個地平線(xian)沒有(you)東(dong)西阻隔的(de)(de)地點(dian)。搜尋水星(xing)要在(zai)(zai)(zai)離(li)太(tai)陽(yang)(yang)升起或(huo)落(luo)下處大約一(yi)(yi)柞(zuo)寬的(de)(de)位置。你將(jiang)會看到一(yi)(yi)個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)發出(chu)(chu)淡(dan)紅色光的(de)(de)星(xing)星(xing)。

在其被(bei)太(tai)陽光(guang)淹(yan)沒之(zhi)前，你(ni)大概可以觀測(ce)它2個星(xing)期(qi)。6個星(xing)期(qi)之(zhi)后，它又會在相對的距角處(chu)重新(xin)出現(xian)。

哥白尼與水星觀測

說起五大行星的水星，自古以來用肉眼觀測是最難的。據傳說，大天文學家哥白尼臨終前曾嘆他(ta)一生(sheng)沒有見過水星。

其實水星(xing)用肉眼(yan)觀測(ce)并不(bu)是想象中(zhong)那么難。要(yao)想觀測(ce)水星(xing)，選擇其大距(ju)時固然(ran)重要(yao)，而(er)對于南北緯30，甚至(zhi)20度(du)以上的(de)觀測(ce)者，水星(xing)相(xiang)對于太陽(yang)的(de)赤緯極為重要(yao)！

哥白尼(ni)為(wei)什(shen)么沒見過(guo)(guo)水(shui)(shui)星(xing)(xing)，最(zui)重(zhong)要的(de)(de)(de)客觀(guan)(guan)原(yuan)因有兩個(ge)：第一(yi)，近(jin)(jin)前(qian)后(hou)(hou)5000年，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)相(xiang)對于南半(ban)球(qiu)(qiu)，不(bu)(bu)適(shi)合(he)觀(guan)(guan)測水(shui)(shui)星(xing)(xing)，因為(wei)每當水(shui)(shui)星(xing)(xing)大(da)距(ju)處于其遠日(ri)點(dian)時(shi)(shi)，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)觀(guan)(guan)測者(zhe)會發現水(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)赤緯總是(shi)低于太陽(yang)(yang)赤緯，即使(shi)(shi)水(shui)(shui)星(xing)(xing)離太陽(yang)(yang)距(ju)角接近(jin)(jin)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)28度，但水(shui)(shui)星(xing)(xing)幾乎還(huan)是(shi)和太陽(yang)(yang)同升(sheng)同落.反之水(shui)(shui)星(xing)(xing)到(dao)了(le)近(jin)(jin)日(ri)點(dian)時(shi)(shi)，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)觀(guan)(guan)測者(zhe)看到(dao)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)星(xing)(xing)卻比太陽(yang)(yang)赤緯高。但近(jin)(jin)日(ri)點(dian)畢竟(jing)才(cai)18度的(de)(de)(de)距(ju)角，所(suo)以水(shui)(shui)星(xing)(xing)還(huan)是(shi)難以觀(guan)(guan)測.這種(zhong)情況需要再(zai)過(guo)(guo)幾千年水(shui)(shui)星(xing)(xing)近(jin)(jin)日(ri)點(dian)進動90度后(hou)(hou)才(cai)能改(gai)觀(guan)(guan)。第二，地理緯度越(yue)高，內(nei)行星(xing)(xing)越(yue)難見。緯度高的(de)(de)(de)地區，太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)晨昏(hun)朦影時(shi)(shi)間(jian)很長，即日(ri)出前(qian)或者(zhe)日(ri)落后(hou)(hou)很久，天空(kong)依然明亮(liang)(liang)，所(suo)以不(bu)(bu)利(li)于觀(guan)(guan)測水(shui)(shui)星(xing)(xing)，即使(shi)(shi)北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)來說水(shui)(shui)星(xing)(xing)每逢高于太陽(yang)(yang)赤緯的(de)(de)(de)大(da)距(ju)，亮(liang)(liang)度至少比織女星(xing)(xing)亮(liang)(liang)，但明亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)天空(kong)背景還(huan)是(shi)使(shi)(shi)水(shui)(shui)星(xing)(xing)不(bu)(bu)易觀(guan)(guan)測。

在北半球如(ru)中國，想(xiang)要觀測水(shui)(shui)星(xing)，只要選對日期，天氣良好的(de)情況下還(huan)是(shi)很容易做到(dao)的(de).一年(nian)中觀測水(shui)(shui)星(xing)的(de)最(zui)佳月份是(shi)3,4月，和9,10月，即春(chun)秋分(fen)(fen)前(qian)后。春(chun)秋分(fen)(fen)時黃道赤緯(wei)微分(fen)(fen)值最(zui)大(da)(da)，（黃道赤緯(wei)變化最(zui)大(da)(da)），太(tai)陽(yang)和水(shui)(shui)星(xing)在黃道上相同(tong)距角時，距離的(de)赤緯(wei)也比(bi)其他黃道區域大(da)(da).當水(shui)(shui)星(xing)赤緯(wei)大(da)(da)于(yu)太(tai)陽(yang)赤緯(wei)較多時，偏北的(de)水(shui)(shui)星(xing)可以在太(tai)陽(yang)在地平線下很久而被(bei)觀測到(dao)。經驗是(shi)：春(chun)分(fen)(fen)時節(jie)在西方的(de)雙魚，白羊座找，秋分(fen)(fen)時節(jie)在獅子，處女座找水(shui)(shui)星(xing).水(shui)(shui)星(xing)相當的(de)明亮，在淡藍色(se)的(de)黎明和黃昏低空中發出不閃爍(shuo)的(de)黃色(se)光芒。

通(tong)常通(tong)過雙筒(tong)望遠(yuan)鏡(jing)甚至直接(jie)用肉眼便可觀(guan)察到水星(xing)，但它總是十分靠近(jin)太陽，在(zai)曙暮光(guang)中難以看到。Mike Harvey的(de)行星(xing)尋找圖表指出(chu)此時(shi)水星(xing)在(zai)天(tian)空中的(de)位置(zhi)（及其他行星(xing)的(de)位置(zhi)），再由“星(xing)光(guang)燦爛”這(zhe)個天(tian)象程序作更(geng)多更(geng)細致(zhi)的(de)定制。