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——未經重力(li)壓縮的水星物質(zhi)密度(du)是5.3克/cm3，相較之下的地球物質(zhi)只(zhi)有4.4克/cm3。

從水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)密度可(ke)以(yi)(yi)推測其內部結構的(de)(de)(de)詳細資料。地球(qiu)的(de)(de)(de)高(gao)密度，特別是(shi)核心(xin)的(de)(de)(de)高(gao)密度是(shi)由重力壓縮所(suo)(suo)導致的(de)(de)(de)。水(shui)星(xing)是(shi)如(ru)此(ci)的(de)(de)(de)小(xiao)，因此(ci)它的(de)(de)(de)內部不(bu)會被強力的(de)(de)(de)擠(ji)壓。所(suo)(suo)以(yi)(yi)它要(yao)有(you)(you)如(ru)此(ci)高(gao)的(de)(de)(de)密度，它的(de)(de)(de)核心(xin)必然很大(da)且含(han)有(you)(you)許多的(de)(de)(de)鐵(tie)。

地形地貌

美(mei)國發射的“水手10號”在(zai)1974年(nian)3月(yue)、9月(yue)和1975年(nian)3月(yue)探測(ce)了水星，并向地(di)面發回(hui)5000多張照片(pian)，為(wei)我(wo)們了解(jie)水星提供了珍(zhen)貴的信(xin)息(xi)。從照片(pian)上我(wo)們看出，水星的外貌酷似(si)月(yue)球(qiu)，有(you)許多大小(xiao)不(bu)一的環形山，還有(you)輻射紋(wen)、平原、裂谷、盆(pen)地(di)等(deng)地(di)形。

水星的表面(mian)很像(xiang)月球(qiu)，滿(man)布著環(huan)形(xing)(xing)山、大平(ping)原(yuan)、盆地、輻射紋和(he)斷崖(ya)。1976年，國際天文(wen)學聯合會開始為水星上的環(huan)形(xing)(xing)山命名。

水(shui)(shui)星表(biao)面上(shang)(shang)有(you)著星羅棋布的(de)(de)大(da)大(da)小小的(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)，既有(you)高山(shan)，也有(you)平原，還有(you)令人膽寒的(de)(de)懸崖峭壁(bi)。據統計，水(shui)(shui)星上(shang)(shang)的(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)有(you)上(shang)(shang)千個，這(zhe)些環(huan)(huan)形(xing)山(shan)比月亮上(shang)(shang)的(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)的(de)(de)坡度平緩(huan)些。

水(shui)星(xing)上(shang)(shang)的(de)環形(xing)山和月(yue)球(qiu)上(shang)(shang)的(de)環形(xing)山一樣，也進行了命名。在國(guo)(guo)際(ji)天文(wen)學(xue)聯合會已命名的(de)310多個(ge)環形(xing)山的(de)名稱中(zhong)，其中(zhong)有(you)(you)15個(ge)環形(xing)山是以我們中(zhong)華民族的(de)人物(wu)的(de)名字命名的(de)。有(you)(you)伯牙：傳說是春秋時(shi)代(dai)的(de)音樂家(jia)；蔡(cai)琰：東漢末(mo)(mo)女(nv)詩人；李白(bai)：唐代(dai)大詩人；白(bai)居(ju)易：唐代(dai)大詩人：董源：五代(dai)十國(guo)(guo)南(nan)唐畫(hua)(hua)(hua)(hua)家(jia)；李清(qing)照：南(nan)宋女(nv)詞人；姜夔：南(nan)宋音樂家(jia)；梁楷(kai)：南(nan)宋畫(hua)(hua)(hua)(hua)家(jia)；關漢卿：元(yuan)代(dai)戲曲(qu)家(jia)；馬致遠(yuan)：元(yuan)代(dai)戲曲(qu)家(jia)；趙孟頫：元(yuan)代(dai)書(shu)畫(hua)(hua)(hua)(hua)家(jia)；王蒙：元(yuan)末(mo)(mo)畫(hua)(hua)(hua)(hua)家(jia)；朱耷：清(qing)初畫(hua)(hua)(hua)(hua)家(jia)；曹(cao)沾（即(ji)曹(cao)雪芹）：清(qing)代(dai)文(wen)學(xue)家(jia)；魯迅：中(zhong)國(guo)(guo)現代(dai)文(wen)學(xue)家(jia)。

水星表面平均溫度(du)約452K，變化范圍(wei)從(cong)90-700K，是溫差最(zui)大的行星。白天太陽(yang)光直射處溫度(du)高(gao)達427℃，夜(ye)晚太陽(yang)照不到(dao)時(shi)，溫度(du)降低到(dao)-173℃。可(ke)以比較(jiao)一下地(di)球，地(di)球上

的度溫(wen)變化只有11K（這里只是(shi)太陽輻射能量，不考慮(lv)“季(ji)節”，“天氣”）。 水星的表面(mian)的日照比(bi)地(di)球強8.9 倍，總共輻照度有9126.6W/㎡。

令(ling)人驚訝(ya)地是，在1992年(nian)所進行(xing)的(de)雷達觀察(cha)顯示，水星的(de)北(bei)極(ji)有冰。一般相(xiang)信這(zhe)些冰存在于(yu)陽光永無(wu)法(fa)照射到的(de)環形山底部(bu)，由(you)于(yu)彗星的(de)撞(zhuang)擊(ji)或行(xing)星內部(bu)的(de)氣體(ti)冒出表面而積累的(de)。由(you)于(yu)沒(mei)有大氣調節(jie)，這(zhe)些地方的(de)溫(wen)度(du)一直維持在華氏(shi)零下280度(du)（約(yue)合(he)-173℃）左右(you)。

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(yue)0.1%（或(huo)在星球(qiu)半(ban)徑上遞減了大(da)約(yue)1千米）！

水星(xing)(xing)表(biao)面受(shou)到無(wu)數次的(de)(de)隕石撞(zhuang)擊(ji)，到處坑洼。當水星(xing)(xing)受(shou)到巨大的(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)后，就會有盆地(di)形成(cheng)，周圍(wei)則由山(shan)脈(mo)圍(wei)繞。在盆地(di)之外(wai)是撞(zhuang)擊(ji)噴出的(de)(de)物質，以及平坦的(de)(de)熔巖洪流平原。此外(wai)，水星(xing)(xing)在幾十億年(nian)的(de)(de)演(yan)變過程中，表(biao)面還形成(cheng)許多褶皺、山(shan)脊和裂縫，彼此相互交錯。

水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山(shan)很(hen)類似月球(qiu)。水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)表面最(zui)顯(xian)(xian)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)特征（只包括(kuo)已經被拍攝過的(de)(de)(de)(de)(de)部分）之一是一個(ge)直徑達到1360km的(de)(de)(de)(de)(de)沖擊性環(huan)形(xing)山(shan)：卡路里（Caloris）盆(pen)地(di)(di)，是水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)上(shang)溫度最(zui)高的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)區。如同(tong)月球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)盆(pen)地(di)(di)，Caloris盆(pen)地(di)(di)很(hen)有(you)(you)可能形(xing)成于太(tai)陽系(xi)早期的(de)(de)(de)(de)(de)大碰(peng)撞中，那次(ci)碰(peng)撞大概同(tong)時造(zao)成了星(xing)(xing)球(qiu)另一面正對盆(pen)地(di)(di)處奇(qi)特的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)形(xing)。水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)地(di)(di)形(xing)被標記為多(duo)(duo)起(qi)伏(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)，原因是幾十億年前水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)核心冷卻收縮引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)外殼起(qi)皺。大多(duo)(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)表面包括(kuo)二個(ge)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)年齡層；比較年輕(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)比較平，或許是因為溶巖浸入了較早地(di)(di)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。除此(ci)之外，水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)有(you)(you)“顯(xian)(xian)著(zhu)性”的(de)(de)(de)(de)(de)“周(zhou)期性膨脹(zhang)”。

在(zai)地(di)面上觀測水(shui)星(xing)(xing)，幾(ji)乎看不到它的(de)細節(jie)。1973年(nian)11月3日(ri)，美國發射了(le)水(shui)手(shou)10號宇宙飛(fei)船(chuan)(chuan)，對(dui)水(shui)星(xing)(xing)進行(xing)飛(fei)近探測。它是人類第一個“訪(fang)問”水(shui)星(xing)(xing)的(de)宇宙飛(fei)船(chuan)(chuan)。在(zai)它與水(shui)星(xing)(xing)三次相會的(de)過程中(zhong)，向地(di)面發回了(le)5000多張照片，為我(wo)們了(le)解水(shui)星(xing)(xing)提供(gong)了(le)珍貴(gui)的(de)信息。在(zai)最后一次，它距水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面僅(jin)372千米，拍攝了(le)非(fei)常清(qing)晰的(de)水(shui)星(xing)(xing)電視圖像。

水星表面(mian)大大小小的(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山星羅(luo)棋(qi)布，既有高山，也有平原(yuan)，還有令人膽(dan)寒的(de)(de)(de)懸崖峭壁。據統計，水星上的(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山有上千個，這些環(huan)形(xing)山比(bi)月(yue)亮上的(de)(de)(de)環(huan)形(xing)山的(de)(de)(de)坡度平緩些。

地質構造

水星是太陽系中密度(du)(du)第(di)二高(gao)的(de)行(xing)星，僅次于地(di)球。據此，科(ke)學(xue)(xue)家們(men)估計水星內(nei)(nei)部(bu)必定存在一個(ge)超(chao)大(da)的(de)內(nei)(nei)核(he)(he)(he)，其(qi)內(nei)(nei)核(he)(he)(he)質(zhi)量甚至(zhi)可以占到其(qi)總質(zhi)量的(de)2/3，而(er)(er)相(xiang)比之下(xia)，地(di)球的(de)內(nei)(nei)核(he)(he)(he)區質(zhi)量只占地(di)球總質(zhi)量的(de)1/3。美(mei)國華盛頓(dun)卡(ka)內(nei)(nei)基研究院(yuan)地(di)磁學(xue)(xue)系主任，美(mei)國信使號水星探(tan)測器項(xiang)目首席(xi)科(ke)學(xue)(xue)家西恩·所(suo)羅門(men)（Sean Solomon）教授表示：科(ke)學(xue)(xue)界的(de)觀點是認為在太陽系早期的(de)狂暴撞(zhuang)擊時代，水星曾(ceng)遭遇(yu)嚴重撞(zhuang)擊，導致其(qi)失(shi)去(qu)了(le)密度(du)(du)較低的(de)一部(bu)分(fen)外殼，因此留下(xia)了(le)密度(du)(du)相(xiang)對較大(da)的(de)部(bu)分(fen)。而(er)(er)此次信使號探(tan)測器的(de)任務中有一項(xiang)便是通(tong)過對水星進行(xing)全(quan)地(di)表化學(xue)(xue)成分(fen)分(fen)析來檢驗這個(ge)理論。

水星含鐵(tie)的(de)(de)百分率(lv)超過任何其他已知(zhi)的(de)(de)星系行星。這(zhe)里有數個的(de)(de)理論被提出(chu)來說明水星的(de)(de)高金屬性。

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(wei)水(shui)星的(de)外殼層是(shi)被(bei)太(tai)陽(yang)風長期侵蝕掉了的(de)，

水星(xing)外貌如月，內(nei)部卻很像地球(qiu)(qiu)(qiu)，也分(fen)為(wei)(wei)(wei)殼(ke)、幔、核三層。水星(xing)的(de)(de)(de)(de)半徑為(wei)(wei)(wei)2439公里，是(shi)地球(qiu)(qiu)(qiu)半徑的(de)(de)(de)(de)38.2%，18個水星(xing)合(he)并起來才抵得上一個地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)大小。質(zhi)量(liang)為(wei)(wei)(wei)3.33×102?克(ke)，為(wei)(wei)(wei)地球(qiu)(qiu)(qiu)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)5.58%，平均(jun)密(mi)度(du)為(wei)(wei)(wei) 5.433克(ke)/cm3，略(lve)低于(yu)地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)平均(jun)密(mi)度(du)。在八大行(xing)星(xing)中，除地球(qiu)(qiu)(qiu)外，水星(xing)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)最大由此天(tian)文學家推測水星(xing)的(de)(de)(de)(de)外殼(ke)是(shi)由硅酸(suan)鹽構成的(de)(de)(de)(de)，其中心有個比月球(qiu)(qiu)(qiu)大得多的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)質(zhi)內(nei)核。這個核球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)主要成分(fen)是(shi)鐵(tie)、鎳和硅酸(suan)鹽根(gen)據這樣的(de)(de)(de)(de)結構，水星(xing)應含鐵(tie)兩(liang)萬(wan)億(yi)億(yi)噸(dun)，按(an)世(shi)界鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)年產量(liang)（約(yue)8億(yi)噸(dun)）計算，可以開采(cai)2400億(yi)年。

地殼厚度100-300km

結皮厚度600km

核心半徑約1800km

這個行(xing)星(xing)(xing)(xing)有一個相對大(da)的(de)(de)（即使(shi)是與(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)相比）的(de)(de)鐵(tie)質(zhi)核；水星(xing)(xing)(xing)由大(da)約(yue)70% 的(de)(de)金(jin)屬和30% 的(de)(de)硅酸鹽組成(cheng)，以(yi)致密度(du)較高(gao)。平均密度(du)是5430kg/m3；略微地(di)(di)(di)小于地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)密度(du)，卻比金(jin)星(xing)(xing)(xing)大(da)。地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)高(gao)密度(du)產生的(de)(de)原因是地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)質(zhi)量(liang)壓(ya)縮了地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)體積(ji)。水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)質(zhi)量(liang)只(zhi)有地(di)(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)5.5%——鐵(tie)核占據了 42% 的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)容積(ji)（地(di)(di)(di)核只(zhi)占17% ）核的(de)(de)周圍是600km 厚的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)(xing)幔(man)。水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)總重量(liang)約(yue)為30 000兆(zhao)公噸。

平原

水星(xing)有兩種地(di)質顯著(zhu)不(bu)同的(de)平原。在坑穴之(zhi)間(jian)，起伏平緩、多(duo)(duo)丘陵的(de)平原，是(shi)(shi)水星(xing)表面可見最(zui)古(gu)老的(de)地(di)區，早于(yu)猛烈的(de)火(huo)山口地(di)形。這(zhe)些埋(mai)藏(zang)著(zhu)隕(yun)石坑的(de)平原似乎已湮滅許(xu)多(duo)(duo)較早的(de)隕(yun)石坑，并且缺乏直徑在30公里以(yi)下，以(yi)及更小(xiao)的(de)隕(yun)石坑。還(huan)不(bu)清楚它們是(shi)(shi)起源于(yu)火(huo)山還(huan)是(shi)(shi)撞擊(ji)，這(zhe)些埋(mai)藏(zang)著(zhu)隕(yun)石坑的(de)平原大(da)致是(shi)(shi)均勻的(de)分布在整(zheng)個行(xing)星(xing)的(de)表面。

平(ping)(ping)坦的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)是(shi)廣泛的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)坦區域，布(bu)滿(man)了各種大(da)大(da)小(xiao)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)凹陷，和(he)月球(qiu)的(de)(de)(de)(de)海非常的(de)(de)(de)(de)相(xiang)似。值得注意的(de)(de)(de)(de)是(shi)，它們廣泛的(de)(de)(de)(de)環繞在卡(ka)(ka)洛里盆(pen)地的(de)(de)(de)(de)周圍(wei)。不(bu)同(tong)于(yu)月海，水星平(ping)(ping)坦的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和(he)埋(mai)藏著隕(yun)(yun)石坑的(de)(de)(de)(de)古老平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)有著相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)反照率。盡管缺乏明確的(de)(de)(de)(de)火山(shan)特(te)征，在地化的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)臺(tai)和(he)圓(yuan)角、分裂(lie)的(de)(de)(de)(de)形狀都強烈的(de)(de)(de)(de)支持這(zhe)些平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)起(qi)源于(yu)火山(shan)。值得注意的(de)(de)(de)(de)是(shi)所(suo)有水星平(ping)(ping)坦平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)都比卡(ka)(ka)洛里盆(pen)地晚(wan)，比較在卡(ka)(ka)洛里噴發覆蓋物上(shang)可察覺(jue)的(de)(de)(de)(de)小(xiao)隕(yun)(yun)石坑密度可見一斑卡(ka)(ka)洛里盆(pen)地的(de)(de)(de)(de)地板填滿(man)了獨(du)特(te)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)地質，破碎(sui)的(de)(de)(de)(de)山(shan)脊和(he)粗略的(de)(de)(de)(de)多邊形碎(sui)裂(lie)。不(bu)清楚是(shi)撞(zhuang)擊誘導火山(shan)熔(rong)巖，還是(shi)撞(zhuang)擊造成(cheng)大(da)片的(de)(de)(de)(de)融化。

行(xing)星表(biao)面一(yi)個不尋常的(de)(de)特征(zheng)是(shi)眾多的(de)(de)壓縮皺(zhou)(zhou)褶或峭壁，在平(ping)原表(biao)面交錯(cuo)著(zhu)。隨著(zhu)行(xing)星內部的(de)(de)冷卻，它(ta)可能會(hui)略(lve)為收縮，并(bing)且表(biao)面開始變型，造(zao)成了(le)這些特征(zheng)。凹陷也(ye)在其它(ta)地(di)形，像是(shi)坑穴(xue)和平(ping)滑的(de)(de)平(ping)原，頂部看見(jian)，顯示這些皺(zhou)(zhou)褶是(shi)在如今才形成的(de)(de)。水(shui)星的(de)(de)表(biao)面也(ye)會(hui)被太陽扭曲 - 太陽對水(shui)星的(de)(de)潮(chao)汐力比月球(qiu)對地(di)球(qiu)的(de)(de)強17倍 水(shui)星密度(du)

水(shui)(shui)星(xing)是太陽系中密(mi)度(du)(du)第(di)二(er)高的(de)(de)行星(xing)，僅次于(yu)地(di)球。據此(ci)，科學(xue)家們估(gu)計水(shui)(shui)星(xing)內(nei)部(bu)必定存(cun)在一(yi)個超大的(de)(de)內(nei)核(he)，其內(nei)核(he)質量甚(shen)至(zhi)可(ke)以占到其總質量的(de)(de)2/3，而相比之下，地(di)球的(de)(de)內(nei)核(he)區質量只占地(di)球總質量的(de)(de)1/3。美(mei)國華盛頓(dun)卡內(nei)基研(yan)究院地(di)磁學(xue)系主(zhu)任，美(mei)國信(xin)使號水(shui)(shui)星(xing)探(tan)測(ce)器項目首席科學(xue)家西恩·所羅門（Sean Solomon）教授表示(shi)：目前科學(xue)界(jie)的(de)(de)觀點是認為在太陽系早期的(de)(de)狂暴撞擊時(shi)代(dai)，水(shui)(shui)星(xing)曾(ceng)遭遇嚴重撞擊，導致(zhi)其失(shi)去了密(mi)度(du)(du)較(jiao)低的(de)(de)一(yi)部(bu)分(fen)外(wai)殼，因此(ci)留下了密(mi)度(du)(du)相對(dui)較(jiao)大的(de)(de)部(bu)分(fen)。而此(ci)次信(xin)使號探(tan)測(ce)器的(de)(de)任務中有一(yi)項便(bian)是通過對(dui)水(shui)(shui)星(xing)進行全地(di)表化學(xue)成分(fen)分(fen)析來檢(jian)驗(yan)這個理論(lun)

星體磁場

在太(tai)陽系(xi)的(de)(de)八(ba)大行(xing)星(xing)(xing)中，火星(xing)(xing)、金星(xing)(xing)、地球、木星(xing)(xing)、土星(xing)(xing)都有(you)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，但只(zhi)有(you)水星(xing)(xing)是太(tai)陽系(xi)類地行(xing)星(xing)(xing)中除了地球之外唯(wei)一擁有(you)顯(xian)著磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)行(xing)星(xing)(xing)（不過(guo)盡(jin)管(guan)如此，它的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)強度也僅有(you)地球的(de)(de)1%不到）。對(dui)于一顆(ke)行(xing)星(xing)(xing)來(lai)說，磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)有(you)無絕非小事，就(jiu)拿地球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)來(lai)說，它構(gou)成了地球上(shang)(shang)生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)保護傘(san)，幫助抵(di)擋有(you)害的(de)(de)太(tai)陽射(she)線和(he)其它宇宙射(she)線，從(cong)而造就(jiu)了生(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)樂園(yuan)。所羅門博士將地球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)稱(cheng)作“我們的(de)(de)輻射(she)保護傘(san)”，如果沒有(you)地球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，地球上(shang)(shang)的(de)(de)生(sheng)(sheng)命(ming)將很難出(chu)現和(he)演化。

研究人員相信(xin)水星的(de)(de)(de)磁場產生機(ji)制和地球的(de)(de)(de)相同(tong)，那(nei)就是(shi)其外核(he)部位(wei)導電熔漿的(de)(de)(de)流動形成的(de)(de)(de)“電機(ji)”模(mo)式。此次信(xin)使號探(tan)測器(qi)將精確測量(liang)水星磁場的(de)(de)(de)分布，從(cong)而幫助科學家們檢驗(yan)這一(yi)理論是(shi)否正確。

1973年11月，第一(yi)個也是(shi)(shi)到目前(qian)為止(zhi)唯一(yi)的(de)水(shui)(shui)星探(tan)(tan)測器發射成功，它的(de)既(ji)定考察任務中，有(you)一(yi)項就是(shi)(shi)探(tan)(tan)測水(shui)(shui)星究竟(jing)有(you)沒有(you)磁場(chang)。它就是(shi)(shi)美國的(de)“水(shui)(shui)手10號”探(tan)(tan)測器。探(tan)(tan)測器曾經3次從水(shui)(shui)星上空飛(fei)過，那是(shi)(shi)在1974年的(de)3月29日(ri)和9月21日(ri)，以(yi)及1975年3月16日(ri)。

“水手10號”第一次飛越水星時，距(ju)水星只有720多公里。探測器上的(de)(de)照相機在(zai)拍(pai)攝布滿環形山的(de)(de)水星地貌的(de)(de)同時磁(ci)(ci)強計意外(wai)地探測到水星似(si)乎存在(zai)一個(ge)很弱的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，而且(qie)可(ke)能是跟地球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)那樣有著兩個(ge)磁(ci)(ci)極的(de)(de)偶極磁(ci)(ci)場(chang)(chang)。水星表面環形山和磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)發(fa)現使科(ke)學家很感(gan)興趣，因為這(zhe)些(xie)都(dou)是前所未知的(de)(de)。但(dan)是，磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)存在(zai)必須得(de)到進一步(bu)的(de)(de)證實這(zhe)就要等待到“水手10號”與水星的(de)(de)另一次接(jie)近(jin)。

由(you)于水(shui)(shui)手10號(hao)僅拍攝到(dao)水(shui)(shui)星(xing)(xing)表面的(de)37%，所以人類對(dui)水(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)了(le)解還很少。“水(shui)(shui)手10號(hao)”探(tan)(tan)測器的(de)飛行軌道(dao)是(shi)這樣安排的(de)：在到(dao)達水(shui)(shui)星(xing)(xing)區域時(shi)，它每176天繞太(tai)陽(yang)轉(zhuan)一圈(quan)(quan)。我(wo)們知(zhi)道(dao)，水(shui)(shui)星(xing)(xing)每88天繞太(tai)陽(yang)一周(zhou)，也就是(shi)說，水(shui)(shui)星(xing)(xing)每繞太(tai)陽(yang)兩圈(quan)(quan)，“水(shui)(shui)手10號(hao)”來(lai)到(dao)水(shui)(shui)星(xing)(xing)附近一次，飛越水(shui)(shui)星(xing)(xing)并進行探(tan)(tan)測。

“水(shui)(shui)手10號”第二次(ci)(ci)飛(fei)越(yue)水(shui)(shui)星(xing)時，距表面(mian)最(zui)近(jin)時在(zai)48000公(gong)里左右(you)，對水(shui)(shui)星(xing)磁場沒有(you)發(fa)現(xian)什么新(xin)的情況。為(wei)了取得包括磁場在(zai)內(nei)的更加精確(que)的觀測(ce)(ce)(ce)資料，科學家們對探測(ce)(ce)(ce)器的軌道(dao)作了校準，使它第三次(ci)(ci)飛(fei)越(yue)水(shui)(shui)星(xing)時，離表面(mian)只有(you)327公(gong)里，而且更接近(jin)水(shui)(shui)星(xing)北(bei)極。觀測(ce)(ce)(ce)結果是十分令(ling)人鼓舞的：水(shui)(shui)星(xing)確(que)實(shi)有(you)一個(ge)偶極磁場。從(cong)最(zui)初發(fa)現(xian)到(dao)完(wan)全(quan)證實(shi)剛好是一年時間。

水星的偶(ou)極(ji)磁場與地球(qiu)的很相(xiang)像，極(ji)性也相(xiang)同，即水星磁場的南極(ji)在水星的北半球(qiu)，其(qi)北極(ji)在南半球(qiu)。

水(shui)星表面有(you)100多個(ge)具有(you)放射條紋的(de)坑穴還有(you)大(da)量斷崖，有(you)的(de)長(chang)達數百千(qian)米。水(shui)星的(de)密度與地(di)(di)球(qiu)(qiu)接近，并有(you)一(yi)全球(qiu)(qiu)性的(de)磁(ci)(ci)場(chang)。水(shui)星磁(ci)(ci)場(chang)的(de)發現，表示水(shui)星內部可(ke)能是一(yi)個(ge)高溫液態(tai)的(de)金屬核。這個(ge)既重又大(da)的(de)鐵鎳內核直(zhi)(zhi)(zhi)徑超(chao)過水(shui)星直(zhi)(zhi)(zhi)徑的(de)1/3，有(you)整個(ge)月球(qiu)(qiu)那么大(da)。水(shui)星磁(ci)(ci)場(chang)強度只有(you)地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)1%，磁(ci)(ci)力線(xian)的(de)分布圖形簡直(zhi)(zhi)(zhi)就是地(di)(di)球(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)場(chang)按比例的(de)縮影。

大氣層

水星上有極稀(xi)薄的(de)(de)大(da)(da)氣(qi)，大(da)(da)氣(qi)壓小于(yu)2×10百帕大(da)(da)氣(qi)中(zhong)含(han)有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。由于(yu)大(da)(da)氣(qi)非常(chang)稀(xi)薄，水星的(de)(de)表面(mian)白(bai)天和夜晚(wan)的(de)(de)溫度相(xiang)(xiang)差很大(da)(da)，實際上水星大(da)(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)氣(qi)體分子與水星表面(mian)相(xiang)(xiang)撞(zhuang)的(de)(de)頻密程度比它(ta)們之間互相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)撞(zhuang)要(yao)高。出于(yu)這些原因，水星應被視為是沒(mei)有大(da)(da)氣(qi)的(de)(de)。

水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)大氣(qi)非(fei)(fei)常少，主要成份為氦（42%）、鈉(na)（氣(qi)體(ti)）（42%）和氧（15%），而且在(zai)白天氣(qi)溫(wen)非(fei)(fei)常高(gao)，平(ping)均(jun)地(di)表(biao)溫(wen)度(du)為179℃，最(zui)高(gao)為427℃，最(zui)低(di)為零下(xia)173℃，因此水(shui)星(xing)(xing)上(shang)看來(lai)不可(ke)(ke)能(neng)存(cun)在(zai)水(shui)；但1991年科學家在(zai)水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)北極(ji)發現了一個(ge)不同尋常的(de)(de)亮點，造成這個(ge)亮點的(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)是(shi)在(zai)地(di)表(biao)或地(di)下(xia)的(de)(de)冰。水(shui)星(xing)(xing)上(shang)真的(de)(de)有可(ke)(ke)能(neng)存(cun)在(zai)冰嗎？由于水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)軌道比較特殊，在(zai)它的(de)(de)北極(ji)，太陽始終只在(zai)地(di)平(ping)線(xian)上(shang)徘(pai)徊。在(zai)一些隕石坑內(nei)部，可(ke)(ke)能(neng)由于永(yong)遠見不到陽光而使(shi)溫(wen)度(du)降(jiang)至零下(xia)161℃以下(xia)。這樣低(di)的(de)(de)溫(wen)度(du)就有可(ke)(ke)能(neng)凝(ning)固從(cong)行星(xing)(xing)內(nei)部釋放出來(lai)的(de)(de)氣(qi)體(ti)，或積存(cun)從(cong)太空(kong)來(lai)的(de)(de)冰。

在太陽的(de)強烈(lie)輻射(she)轟擊下，水星(xing)(xing)大(da)氣被向后壓縮(suo)延伸(shen)開去(qu)，在背陽處形成一(yi)(yi)個(ge)“尾巴(ba)”，就(jiu)像一(yi)(yi)顆巨大(da)的(de)彗星(xing)(xing)。然(ran)而更詭異的(de)一(yi)(yi)點(dian)是，水星(xing)(xing)事實上還在不(bu)斷的(de)損失(shi)其(qi)大(da)氣氣體成分。組成水星(xing)(xing)大(da)氣的(de)原子(zi)不(bu)斷的(de)被遺失(shi)到太空(kong)之中(zhong)，由于鉀或(huo)鈉(na)原子(zi)在一(yi)(yi)個(ge)水星(xing)(xing)日(ri)(ri)（一(yi)(yi)個(ge)水星(xing)(xing)日(ri)(ri)——在其(qi)近日(ri)(ri)點(dian)一(yi)(yi)日(ri)(ri)時間(jian)的(de)一(yi)(yi)半）上大(da)約有3小時的(de)平均 “壽命”。

因(yin)此，正如所羅門(men)博士指出的(de)(de)那(nei)樣“你需要不斷(duan)的(de)(de)進行(xing)補充方(fang)能維持大(da)氣(qi)層(ceng)的(de)(de)存(cun)在。”科學家們認為水星的(de)(de)補充方(fang)式是(shi)捕獲(huo)太陽輻射的(de)(de)粒子，以(yi)及被微(wei)型隕石(shi)撞擊后濺起的(de)(de)塵埃(ai)顆(ke)粒。散失的(de)(de)大(da)氣(qi)不斷(duan)地被一些機制所替換，如被行(xing)星引力場俘獲(huo)的(de)(de)火山蒸汽以(yi)及兩(liang)極的(de)(de)冰冠的(de)(de)除(chu)氣(qi)作用。水星之(zhi)鐵

水星(xing)(xing)所(suo)含有的(de)(de)鐵的(de)(de)百分率超過任(ren)何(he)其他(ta)已知的(de)(de)星(xing)(xing)系行星(xing)(xing)。這里有數(shu)個的(de)(de)理論被提出來說明水星(xing)(xing)的(de)(de)高金(jin)屬性。

一(yi)個理(li)(li)(li)論說本(ben)來水(shui)星(xing)有一(yi)個和普通球(qiu)粒狀隕(yun)石(shi)相似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬—硅酸鹽比率。那時它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量是(shi)目前(qian)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)約2.25 倍，但在早期太(tai)陽(yang)系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)某個時間(jian)，一(yi)個星(xing)子/微星(xing)體撞掉(diao)了(le)水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/6。影響是(shi)水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)殼(ke) 和地(di)幔 失(shi)去了(le)。類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)外(wai)(wai)一(yi)個理(li)(li)(li)論是(shi)一(yi)個用(yong)來解釋地(di)球(qiu)月亮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，參(can)見巨物影響理(li)(li)(li)論。另(ling)一(yi)種說，水(shui)星(xing)可能在所謂太(tai)陽(yang)星(xing)云早期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)造型階段，在太(tai)陽(yang)爆發出(chu)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量之(zhi)前(qian)已經穩(wen)定。在這(zhe)個理(li)(li)(li)論中(zhong)(zhong)水(shui)星(xing)那時大(da)約質(zhi)量是(shi)目前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩倍；但因為(wei)原恒星(xing)收縮，水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度到(dao)達了(le)大(da)約2500K 到(dao)3500K 之(zhi)間(jian)；甚至高達10000K。許多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)星(xing)表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)石(shi)在這(zhe)種溫(wen)度下蒸(zheng)發，形(xing)成"巖(yan)石(shi)蒸(zheng)汽(qi)"，隨(sui)后，"巖(yan)石(shi)蒸(zheng)汽(qi)" 被(bei)星(xing)際風(feng)暴(bao)帶走(zou)。第三個理(li)(li)(li)論，類(lei)似第二個，認為(wei)水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)殼(ke)層是(shi)被(bei)太(tai)陽(yang)風(feng)長期侵(qin)蝕掉(diao)了(le)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

水(shui)星(xing)擁有太陽(yang)(yang)系8大(da)行(xing)星(xing)中(zhong)偏心率(lv)最(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)，通俗的(de)(de)(de)說(shuo)，就是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)橢圓是(shi)(shi)最(zui)(zui)(zui)“扁”的(de)(de)(de)。而最(zui)(zui)(zui)新(xin)的(de)(de)(de)計算機(ji)模擬顯示(shi)，在未來(lai)數十(shi)億年間，水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)這(zhe)一軌(gui)道(dao)還(huan)將變得更扁，使其有1%的(de)(de)(de)機(ji)會和太陽(yang)(yang)或(huo)者金星(xing)發(fa)生(sheng)撞擊。更讓人(ren)擔憂的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，和外側的(de)(de)(de)巨行(xing)星(xing)引(yin)力場一起(qi)，水(shui)星(xing)這(zhe)樣(yang)混(hun)亂的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)運(yun)動將有可(ke)能打亂內(nei)太陽(yang)(yang)系其他行(xing)星(xing)的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)軌(gui)道(dao)，甚至導致水(shui)星(xing)，金星(xing)或(huo)火星(xing)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)發(fa)生(sheng)變動，并最(zui)(zui)(zui)終和地(di)球發(fa)生(sheng)相撞。

行星之最

在太陽(yang)系(xi)的八(ba)大行星(xing)中，水星(xing)獲得了(le)幾個"最" 的記(ji)錄：

離太陽距離最近

水星(xing)和太陽的(de)平均距離為(wei)5790萬(wan)公里，約為(wei)日地距離的(de)0.387倍(bei)（0.387天文單(dan)位），比(bi)其它太陽系的(de)行(xing)星(xing)近(jin)(jin)，到目(mu)前為(wei)止還沒有發現(xian)過比(bi)水星(xing)更近(jin)(jin)太陽的(de)行(xing)星(xing)。

軌道速度最快

因為距離最(zui)近，所以受到太陽的引力也最(zui)大，因此在(zai)它的軌(gui)道(dao)上比任何行(xing)星都跑得快，軌(gui)道(dao)速度為每(mei)秒(miao)48公里，比地球的軌(gui)道(dao)速度快18公里。這樣快的速度，只(zhi)用(yong)15分(fen)鐘就能環繞地球一周。

表面溫差最大

因為沒(mei)有大氣的(de)(de)調節，距(ju)離太陽又(you)非常近，所以在太陽的(de)(de)烘(hong)烤下，向陽面的(de)(de)溫(wen)度(du)最(zui)高時(shi)可(ke)達430℃，但背陽面的(de)(de)夜間(jian)溫(wen)度(du)可(ke)降到零下160℃，晝夜溫(wen)差近600℃，奪得行星表面溫(wen)差最(zui)大的(de)(de)冠(guan)軍(jun)，這真是一(yi)個處于火和冰之間(jian)的(de)(de)世(shi)界。

衛星最少

太陽(yang)系中發現了越來越多的衛(wei)星(xing)，總數超過60個，但水(shui)星(xing)和金星(xing)是根本沒(mei)有衛(wei)星(xing)的行(xing)星(xing)。

時間最快

水星年

地(di)球每一(yi)(yi)年(nian)(nian)繞太陽(yang)公轉(zhuan)一(yi)(yi)圈， 而"水(shui)星(xing)年(nian)(nian)"是太陽(yang)系中最(zui)短的(de)年(nian)(nian)，它(ta)繞太陽(yang)公轉(zhuan)一(yi)(yi)周只用88天，還不到地(di)球上(shang)的(de)3個月。這都(dou)是因為水(shui)星(xing)圍(wei)繞太陽(yang)高速飛奔的(de)緣故，難(nan)怪代表水(shui)星(xing)的(de)標記和符號是根(gen)據希臘神(shen)話，把它(ta)比(bi)作(zuo)腳穿飛鞋手持魔杖的(de)使者(zhe)。

水星日

在(zai)太陽系的(de)(de)行星(xing)中，“水(shui)星(xing)年”時(shi)間(jian)最短，但水(shui)星(xing)"日(ri)"卻比(bi)別(bie)的(de)(de)行星(xing)更長，水(shui)星(xing)公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)是(shi)(shi)88天（以(yi)地球(qiu)日(ri)為單位）而水(shui)星(xing)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)是(shi)(shi)58.646天（地球(qiu)日(ri)），地球(qiu)每自(zi)轉(zhuan)(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)(zhou)就是(shi)(shi)一(yi)(yi)晝夜，而水(shui)星(xing)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)三周(zhou)(zhou)才是(shi)(shi)一(yi)(yi)晝夜。水(shui)星(xing)上一(yi)(yi)晝夜的(de)(de)時(shi)間(jian)，相當于(yu)地球(qiu)上的(de)(de)176天。與(yu)此同時(shi)，水(shui)星(xing)也(ye)正好(hao)公(gong)(gong)轉(zhuan)(zhuan)了兩周(zhou)(zhou)。因(yin)此人(ren)們說水(shui)星(xing)上的(de)(de)一(yi)(yi)天等于(yu)兩年，地球(qiu)人(ren)到了水(shui)星(xing)上多么不習慣。

星體運動

水(shui)(shui)星(xing)離太陽(yang)的平均距離為(wei)5790萬公(gong)里(li)，繞太陽(yang)公(gong)轉(zhuan)軌(gui)道的偏心率(lv)為(wei)0.206，故(gu)其軌(gui)道很扁(bian)(bian)。太陽(yang)系(xi)天體中，除(chu)冥王星(xing)外，要算水(shui)(shui)星(xing)的軌(gui)道最(zui)(zui)(zui)扁(bian)(bian)了(le)。水(shui)(shui)星(xing)在軌(gui)道上的平均運動(dong)速度(du)為(wei)48公(gong)里(li)/秒(miao)，是(shi)太陽(yang)系(xi)中運動(dong)速度(du)最(zui)(zui)(zui)快(kuai)的行星(xing)，它繞太陽(yang)運行一周(zhou)(zhou)只需(xu)要88天，除(chu)公(gong)轉(zhuan)之外，水(shui)(shui)星(xing)本身也有自(zi)轉(zhuan)。過去認為(wei)水(shui)(shui)星(xing)的自(zi)轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)應(ying)當與公(gong)轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)相等，都(dou)是(shi)88天。1965年，美(mei)國天文(wen)學家(jia)戈登(deng)、佩(pei)蒂吉爾和羅·戴(dai)斯(si)用安裝在波多(duo)黎各(ge)阿雷西博天文(wen)臺的、當今(jin)世界上最(zui)(zui)(zui)大的射(she)電(dian)望(wang)遠鏡測定(ding)了(le)水(shui)(shui)星(xing)的自(zi)轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)，結(jie)果(guo)并不是(shi)88天，而(er)是(shi)58.646天，正好(hao)是(shi)水(shui)(shui)星(xing)公(gong)轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)的2/3。水(shui)(shui)星(xing)軌(gui)道有每(mei)世紀快(kuai)43″的反常進(jin)動(dong)。

由于水(shui)星(xing)在近(jin)日(ri)點(dian)(dian)時總以(yi)同一(yi)經度朝(chao)著太陽(yang)，在遠日(ri)點(dian)(dian)時以(yi)相差90°的經度朝(chao)著太陽(yang)，所以(yi)水(shui)星(xing)隨著經度不同而出現季節變(bian)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。圍繞太陽的緩慢歲差不(bu)能完全地(di)被牛頓經典(dian)力學所解(jie)釋，以(yi)致于在一段時間(jian)內很多人用設想(xiang)的(de)另外(wai)一個(ge)(ge)更靠近(jin)太陽的(de)行星(xing)（有時被稱(cheng)為火神星(xing)）來解(jie)釋這(zhe)個(ge)(ge)混亂。這(zhe)稱(cheng)為“水星(xing)近(jin)日點進動(dong)”。無論(lun)如(ru)何，愛(ai)因斯坦的(de)廣(guang)義相對(dui)論(lun)后來提供了一種可以(yi)消除這(zhe)個(ge)(ge)小誤差的(de)解(jie)釋。

自轉

1889年(nian)意大(da)利(li)(li)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)夏帕里利(li)(li)經(jing)過多年(nian)觀測(ce)認為水星(xing)自轉時間(jian)和公轉時間(jian)都是88天(tian)。直到(dao)1965年(nian)，美國(guo)天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)才測(ce)量(liang)出(chu)了(le)水星(xing)自轉的(de)精(jing)確周期58.646天(tian)。

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(guan)(guan)測(ce)者（在太(tai)陽升起(qi)(qi)時(shi)）時(shi)觀(guan)(guan)測(ce)，可以看(kan)見太(tai)陽先(xian)上升，然(ran)(ran)后倒(dao)退最后落下，然(ran)(ran)后再一次的(de)(de)(de)上升。這(zhe)是因為(wei)大約四天(tian)的(de)(de)(de)近日點周期，水星軌道(dao)速(su)度(du)完全(quan)地等于(yu)它的(de)(de)(de)自轉速(su)度(du)，以致于(yu)太(tai)陽的(de)(de)(de)視運(yun)動(dong)(dong)停止(zhi)，在近日點時(shi)，水星的(de)(de)(de)軌道(dao)速(su)度(du)超過(guo)自轉速(su)度(du)；因此，太(tai)陽看(kan)起(qi)(qi)來會逆行性(xing)運(yun)動(dong)(dong)，在近日點后的(de)(de)(de)四天(tian)，太(tai)陽恢復(fu)正常的(de)(de)(de)視運(yun)動(dong)(dong)。

1965年使(shi)用雷達觀測(ce)后，觀察數據(ju)否(fou)決了水(shui)(shui)(shui)星對太(tai)陽是潮汐固定(ding)的(de)的(de)想法(fa)：自(zi)轉使(shi)得所(suo)有時間里水(shui)(shui)(shui)星保持相(xiang)同(tong)的(de)一面對著太(tai)陽。水(shui)(shui)(shui)星軌(gui)速(su)振(zhen)諧為3:2，這(zhe)就是說自(zi)轉三次的(de)時間是圍繞太(tai)陽公轉兩次的(de)時間；水(shui)(shui)(shui)星的(de)軌(gui)道離(li)心(xin)使(shi)這(zhe)個諧振(zhen)持穩。最(zui)初天文學家認為它(ta)有被固定(ding)的(de)潮汐是因為水(shui)(shui)(shui)星處于最(zui)好的(de)觀測(ce)位(wei)置，它(ta)總是在3:2諧振(zhen)中的(de)相(xiang)同(tong)時刻，展現出相(xiang)同(tong)的(de)一面，就如同(tong)它(ta)完全地被固定(ding)住一樣。水(shui)(shui)(shui)星的(de)自(zi)轉比地球緩慢(man)59倍。

因為水(shui)星的(de)3:2 的(de)軌速比率(lv)，一個(ge)恒星日(ri)(ri)（自(zi)轉(zhuan)的(de)周期）大(da)約(yue)是58.7個(ge)地球(qiu)日(ri)(ri)，一個(ge)太(tai)陽(yang)日(ri)(ri)（太(tai)陽(yang)穿越兩(liang)次(ci)子(zi)午線之間(jian)的(de)時間(jian)）大(da)約(yue)是176個(ge)地球(qiu)日(ri)(ri)。

軌道變動

水星(xing)擁有太(tai)(tai)陽(yang)系8大(da)行(xing)(xing)(xing)星(xing)中偏心率最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道，通俗的(de)(de)(de)(de)說，就是它的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道的(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓是最(zui)“扁”的(de)(de)(de)(de)。而最(zui)新(xin)的(de)(de)(de)(de)計算機模擬顯示，在未(wei)來數十億年間(jian)，水星(xing)的(de)(de)(de)(de)這一軌(gui)(gui)道還(huan)將變(bian)(bian)得更扁，使其(qi)有1%的(de)(de)(de)(de)機會和太(tai)(tai)陽(yang)或者金(jin)星(xing)發(fa)生撞擊。更讓人擔憂的(de)(de)(de)(de)是，和外側(ce)的(de)(de)(de)(de)巨行(xing)(xing)(xing)星(xing)引力(li)場一起，水星(xing)這樣混亂(luan)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道運動將有可能(neng)打亂(luan)內太(tai)(tai)陽(yang)系其(qi)他行(xing)(xing)(xing)星(xing)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)(xing)軌(gui)(gui)道，甚至(zhi)導致水星(xing)，金(jin)星(xing)或火星(xing)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道發(fa)生變(bian)(bian)動，并最(zui)終和地球發(fa)生相撞。

凌日現象

水星凌日

當水(shui)(shui)星走(zou)到太(tai)陽和地球之(zhi)間時，我(wo)們(men)在太(tai)陽圓面上會(hui)看到一個小黑點穿(chuan)過，這種(zhong)現象稱為(wei)水(shui)(shui)星凌(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)。其(qi)道理和日(ri)(ri)(ri)食類似，不同的是水(shui)(shui)星比月(yue)亮(liang)離地球遠，視(shi)直徑僅(jin)為(wei)太(tai)陽的190萬分(fen)(fen)之(zhi)一。水(shui)(shui)星擋住太(tai)陽的面積太(tai)小了，不足以使太(tai)陽亮(liang)度減弱，所(suo)以，用(yong)肉(rou)眼(yan)是看不到水(shui)(shui)星凌(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)的，只能通過望遠鏡進行投影觀測。水(shui)(shui)星凌(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)每100年(nian)平均發生13次(ci)。在20世紀末(mo)有一次(ci)凌(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)是在1999年(nian)11月(yue)16日(ri)(ri)(ri)5時42分(fen)(fen)。

在人類歷史上(shang)，第一(yi)次預告(gao)水(shui)星(xing)(xing)凌日(ri)(ri)(ri)(ri)是"行(xing)星(xing)(xing)運動(dong)三大定律"的發現者，德國天(tian)文(wen)學家(jia)開普勒（1571至(zhi)1630年(nian)）。他在1629年(nian)預言：1631年(nian)11月(yue)7 日(ri)(ri)(ri)(ri)將發生(sheng)稀(xi)奇天(tian)象--水(shui)星(xing)(xing)凌日(ri)(ri)(ri)(ri)。當日(ri)(ri)(ri)(ri)，法(fa)國天(tian)文(wen)學家(jia)加桑迪在巴黎(li)親眼目(mu)睹到有(you)個小黑(hei)點（水(shui)星(xing)(xing)）在日(ri)(ri)(ri)(ri)面上(shang)由東向西徐(xu)(xu)徐(xu)(xu)移動(dong)。從1631年(nian)至(zhi)2003年(nian)，共出現50次水(shui)星(xing)(xing)凌日(ri)(ri)(ri)(ri)。其中，發生(sheng)在11月(yue)的有(you)35次，發生(sheng)在5月(yue)的僅有(you)15次。每(mei)100年(nian)，平均發生(sheng)水(shui)星(xing)(xing)凌日(ri)(ri)(ri)(ri)13.4次。

水(shui)(shui)星(xing)凌日的(de)發(fa)生原理與日食極(ji)為(wei)相似，水(shui)(shui)星(xing)軌道(dao)(dao)(dao)與黃道(dao)(dao)(dao)面(mian)之(zhi)間是存在傾角的(de)，這個傾角大約(yue)為(wei)7度。這就(jiu)造成了水(shui)(shui)星(xing)軌道(dao)(dao)(dao)與地球黃道(dao)(dao)(dao)面(mian)會有(you)兩(liang)個交(jiao)點(dian)(dian)。即為(wei)升(sheng)交(jiao)點(dian)(dian)和(he)(he)降交(jiao)點(dian)(dian)。水(shui)(shui)星(xing)過升(sheng)交(jiao)點(dian)(dian)即為(wei)從地球黃道(dao)(dao)(dao)面(mian)下方(fang)向(xiang)黃道(dao)(dao)(dao)面(mian)上方(fang)運動，降交(jiao)點(dian)(dian)反之(zhi)。只有(you)水(shui)(shui)星(xing)和(he)(he)地球兩(liang)者(zhe)的(de)軌道(dao)(dao)(dao)處(chu)于同一個平面(mian)上，而日水(shui)(shui)地三者(zhe)又恰(qia)好排成一條直線時，才會發(fa)生水(shui)(shui)星(xing)凌日。如果水(shui)(shui)星(xing)在過升(sheng)降交(jiao)點(dian)(dian)附近的(de)兩(liang)天恰(qia)好也發(fa)生了水(shui)(shui)星(xing)下合相位時，就(jiu)有(you)可能(neng)發(fa)生水(shui)(shui)星(xing)凌日天象。

在(zai)(zai)目前及以后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)十幾個世紀內(nei)，水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)只可能發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)五月(yue)或十一(yi)(yi)月(yue)。發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)五月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)為(wei)(wei)降交(jiao)點(dian)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)，發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)十一(yi)(yi)月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)為(wei)(wei)升交(jiao)點(dian)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)。而發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)五月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)更為(wei)(wei)稀罕(han)，水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)距離地球也(ye)更近。水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)期同(tong)樣遵(zun)循如(ru)日(ri)(ri)(ri)(ri)月(yue)食那(nei)樣的(de)(de)(de)(de)(de)沙(sha)羅周(zhou)期。在(zai)(zai)同(tong)一(yi)(yi)組沙(sha)羅周(zhou)期內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)周(zhou)期為(wei)(wei)46年零1天(tian)又(you)6.5小時左右。但是(shi)(shi)這(zhe)個46年的(de)(de)(de)(de)(de)周(zhou)期中(zhong)如(ru)果(guo)有12個閏(run)年。周(zhou)期即為(wei)(wei)46年零6.5小時左右。這(zhe)里所說的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)差值(zhi)是(shi)(shi)同(tong)一(yi)(yi)沙(sha)羅周(zhou)期相鄰兩次水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)中(zhong)凌(ling)(ling)(ling)甚(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)差值(zhi)。因為(wei)(wei)同(tong)一(yi)(yi)沙(sha)羅周(zhou)期相鄰兩次水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)凌(ling)(ling)(ling)日(ri)(ri)(ri)(ri)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)時長是(shi)(shi)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)。

觀測歷史

古代觀星

中國

古代稱(cheng)水星(xing)為(wei)“辰(chen)星(xing)”或“昏(hun)星(xing)”。

晉書：天文中（七曜 雜星氣(qi) 史傳(chuan)事驗(yan)）

辰(chen)星曰北方(fang)冬水，智(zhi)也(ye)(ye)，聽也(ye)(ye)。智(zhi)虧聽失(shi)，逆冬令，傷(shang)水氣，罰見辰(chen)星。辰(chen)星見，則主刑(xing)，主廷尉，主燕趙(zhao)(zhao)又(you)為(wei)(wei)燕、趙(zhao)(zhao)、代以北；宰相(xiang)之(zhi)象(xiang)。亦為(wei)(wei)殺伐之(zhi)氣，戰斗(dou)之(zhi)象(xiang)。又(you)曰，軍于野，辰(chen)星為(wei)(wei)偏將之(zhi)象(xiang)，無軍為(wei)(wei)刑(xing)事和陰陽(yang)應效(xiao)不效(xiao)，其時不和。出(chu)失(shi)其時，寒暑失(shi)其節(jie)，邦當(dang)(dang)大饑。當(dang)(dang)出(chu)不出(chu)，是(shi)謂擊卒，兵大起。在(zai)于房心間地動(dong)亦曰辰(chen)星出(chu)入躁疾，常(chang)主夷狄。又(you)曰，蠻夷之(zhi)星也(ye)(ye)，亦主刑(xing)法之(zhi)得失(shi)。色(se)黃而小，地大動(dong)。光明與月相(xiang)逮，其國(guo)大水。

最早觀測記錄

水(shui)星(xing)(xing)(xing)最早被閃族人在（公(gong)元(yuan)前三(san)千年）發現，他們(men)叫(jiao)它Ubu-idim-gud-ud。最早的詳(xiang)細記錄觀察數據的是巴比倫人他們(men)叫(jiao)它 gu-ad 或 gu-utu。希臘(la)(la)人給它起(qi)了兩個(ge)(ge)古老的名字，當(dang)它出現在早晨時(shi)叫(jiao)阿(a)波羅，當(dang)它出現在傍(bang)晚(wan)叫(jiao)赫耳墨斯，但是希臘(la)(la)天文學(xue)家知道這兩個(ge)(ge)名字表示的是同(tong)一個(ge)(ge)東西(xi)。希臘(la)(la)哲學(xue)家赫拉克利特(te)甚至認為水(shui)星(xing)(xing)(xing)和金星(xing)(xing)(xing)（維納斯星(xing)(xing)(xing)）是繞太陽公(gong)轉的而不是地球。

地面觀測

水(shui)星的(de)觀測因(yin)為它過(guo)于接近太陽而變的(de)非常復雜，在(zai)地球可以觀測它的(de)唯(wei)一(yi)時(shi)間(jian)是在(zai)日(ri)(ri)出或(huo)日(ri)(ri)落時(shi)。

水(shui)星(xing)最(zui)亮的(de)時(shi)候，目視(shi)星(xing)等(deng)達-1.9等(deng)。由(you)于(yu)水(shui)星(xing)和太陽(yang)之(zhi)間的(de)視(shi)角(jiao)距(ju)(ju)離(li)(li)不大，使得水(shui)星(xing)經(jing)常因(yin)距(ju)(ju)離(li)(li)太陽(yang)太近(jin)，淹沒在(zai)(zai)耀眼的(de)陽(yang)光之(zhi)中而不得見。即使在(zai)(zai)最(zui)宜(yi)于(yu)觀(guan)察的(de)條件下，也只有(you)在(zai)(zai)日落西山之(zhi)后(hou)，在(zai)(zai)西天低處的(de)夕(xi)陽(yang)余暉(hui)中，或是在(zai)(zai)日出(chu)之(zhi)前，在(zai)(zai)東方地平線(xian)才能看到(dao)它。

地面觀測時間

觀察水(shui)星(xing)的最佳(jia)時候是在日(ri)出之前約50分鐘，或日(ri)落后50分鐘。當我們朝最靠(kao)近太(tai)陽的行星(xing)——水(shui)星(xing)看(kan)的時候，我們也就是朝太(tai)陽的方向看(kan)。需要牢記的是不要直接看(kan)太(tai)陽。

若用望遠(yuan)鏡看水(shui)星(xing)(xing)，則(ze)可以(yi)(yi)(yi)選擇(ze)水(shui)星(xing)(xing)在(zai)(zai)其軌道(dao)(dao)上(shang)處(chu)于(yu)太陽(yang)一側或另一側離太陽(yang)最(zui)遠(yuan)（大(da)距）時并(bing)在(zai)(zai)日出前或日落(luo)(luo)后搜(sou)尋到它。天文歷書會告訴你，這個所謂的(de)(de)(de)“大(da)距”究竟(jing)是在(zai)(zai)太陽(yang)的(de)(de)(de)西邊（右邊）還(huan)是東邊（左(zuo)邊）。若是在(zai)(zai)西邊，則(ze)可以(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)清晨觀(guan)測；若是在(zai)(zai)東邊，則(ze)可以(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)黃昏(hun)觀(guan)測。知道(dao)(dao)了日期，又知道(dao)(dao)了在(zai)(zai)太陽(yang)的(de)(de)(de)哪(na)一側搜(sou)尋，還(huan)應該盡可能(neng)挑一個地平線沒有東西阻隔的(de)(de)(de)地點。搜(sou)尋水(shui)星(xing)(xing)要在(zai)(zai)離太陽(yang)升起或落(luo)(luo)下處(chu)大(da)約一柞寬(kuan)的(de)(de)(de)位置。你將(jiang)會看到一個小(xiao)小(xiao)的(de)(de)(de)發出淡(dan)紅(hong)色光的(de)(de)(de)星(xing)(xing)星(xing)(xing)。

在其(qi)被太陽光淹(yan)沒之前，你大概可以觀測(ce)它2個星(xing)(xing)期。6個星(xing)(xing)期之后，它又會在相對的距角處(chu)重(zhong)新出現(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一生沒有見過水星。

其實水星(xing)用肉眼觀測并不是想象中那(nei)么(me)難。要(yao)(yao)想觀測水星(xing)，選擇其大距時固然重要(yao)(yao)，而對于南北緯30，甚(shen)至20度以上的觀測者，水星(xing)相對于太陽的赤(chi)緯極為(wei)重要(yao)(yao)！

哥(ge)白尼(ni)為(wei)(wei)什么(me)沒見過水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)，最重要(yao)的(de)客觀(guan)(guan)(guan)原因(yin)有(you)兩個：第一，近前后(hou)(hou)5000年，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)相對于(yu)南半(ban)球(qiu)(qiu)，不(bu)適(shi)合觀(guan)(guan)(guan)測(ce)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)，因(yin)為(wei)(wei)每(mei)當水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)大(da)距處(chu)于(yu)其遠日點(dian)時(shi)，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)者會發現水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)赤緯(wei)總(zong)是(shi)低于(yu)太(tai)陽(yang)赤緯(wei)，即使水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)離太(tai)陽(yang)距角接近最大(da)的(de)28度(du)，但(dan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)幾乎還是(shi)和太(tai)陽(yang)同升(sheng)同落.反之(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)到(dao)了近日點(dian)時(shi)，北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)者看到(dao)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)卻比太(tai)陽(yang)赤緯(wei)高(gao)。但(dan)近日點(dian)畢(bi)竟(jing)才(cai)18度(du)的(de)距角，所以水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)還是(shi)難以觀(guan)(guan)(guan)測(ce).這種情(qing)況需要(yao)再(zai)過幾千(qian)年水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)近日點(dian)進動90度(du)后(hou)(hou)才(cai)能改(gai)觀(guan)(guan)(guan)。第二(er)，地(di)理緯(wei)度(du)越高(gao)，內(nei)行星(xing)(xing)越難見。緯(wei)度(du)高(gao)的(de)地(di)區，太(tai)陽(yang)的(de)晨(chen)昏朦影時(shi)間很長，即日出前或者日落后(hou)(hou)很久(jiu)，天(tian)空依然明亮(liang)，所以不(bu)利于(yu)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)，即使北(bei)半(ban)球(qiu)(qiu)來說水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)每(mei)逢高(gao)于(yu)太(tai)陽(yang)赤緯(wei)的(de)大(da)距，亮(liang)度(du)至少比織(zhi)女星(xing)(xing)亮(liang)，但(dan)明亮(liang)的(de)天(tian)空背景還是(shi)使水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)不(bu)易觀(guan)(guan)(guan)測(ce)。

在(zai)北(bei)(bei)半(ban)球如中(zhong)國，想(xiang)要觀測(ce)水(shui)星(xing)(xing)，只要選對日期，天氣良(liang)好的(de)情況下(xia)還(huan)是很容易做到的(de).一年中(zhong)觀測(ce)水(shui)星(xing)(xing)的(de)最佳月(yue)(yue)份是3,4月(yue)(yue)，和9,10月(yue)(yue)，即(ji)春(chun)秋分前后。春(chun)秋分時黃道(dao)(dao)赤緯微(wei)分值最大(da)(da)，（黃道(dao)(dao)赤緯變化最大(da)(da)），太(tai)(tai)陽(yang)(yang)和水(shui)星(xing)(xing)在(zai)黃道(dao)(dao)上相同距(ju)角時，距(ju)離(li)的(de)赤緯也(ye)比其他(ta)黃道(dao)(dao)區域(yu)大(da)(da).當水(shui)星(xing)(xing)赤緯大(da)(da)于太(tai)(tai)陽(yang)(yang)赤緯較(jiao)多時，偏北(bei)(bei)的(de)水(shui)星(xing)(xing)可以在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)地平(ping)線下(xia)很久(jiu)而(er)被(bei)觀測(ce)到。經驗是：春(chun)分時節在(zai)西方的(de)雙魚，白羊座(zuo)找(zhao)，秋分時節在(zai)獅子，處(chu)女座(zuo)找(zhao)水(shui)星(xing)(xing).水(shui)星(xing)(xing)相當的(de)明亮，在(zai)淡藍(lan)色的(de)黎(li)明和黃昏低空中(zhong)發(fa)出不(bu)閃爍的(de)黃色光芒。

通常通過雙筒望遠(yuan)鏡甚至直接用肉(rou)眼便(bian)可(ke)觀察到水(shui)星(xing)(xing)，但(dan)它總(zong)是十分(fen)靠近太陽，在曙(shu)暮(mu)光(guang)中(zhong)難以(yi)看(kan)到。Mike Harvey的行星(xing)(xing)尋找圖表指出此時(shi)水(shui)星(xing)(xing)在天空中(zhong)的位置(zhi)（及其他(ta)行星(xing)(xing)的位置(zhi)），再由“星(xing)(xing)光(guang)燦爛(lan)”這個天象程序(xu)作更(geng)多更(geng)細致的定制(zhi)。