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水星
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水星(Mercury)是太陽系八大行星最內側也是最小的一顆行星,也是離太陽最近的行星。中國稱為辰星,有著八大行星中第二大(包括冥王星)的軌道偏心率。它每87.968個地球日繞行太陽一周,而每公轉2.01周同時也自轉3圈。水星是一顆類地行星,由于其非常靠近太陽,所以只會出現在凌晨稱為辰星,或是黃昏出現作為昏星。除非有日食,否則在陽光的照耀下通常是看不見水星的。
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星體運動

水(shui)(shui)星(xing)離太(tai)陽的(de)平(ping)均距離為(wei)5790萬公(gong)里(li)(li),繞太(tai)陽公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軌(gui)道(dao)(dao)的(de)偏心率為(wei)0.206,故其(qi)軌(gui)道(dao)(dao)很扁。太(tai)陽系(xi)天(tian)(tian)體中,除冥王星(xing)外,要(yao)(yao)算(suan)水(shui)(shui)星(xing)的(de)軌(gui)道(dao)(dao)最(zui)扁了(le)。水(shui)(shui)星(xing)在軌(gui)道(dao)(dao)上的(de)平(ping)均運動速度為(wei)48公(gong)里(li)(li)/秒,是(shi)太(tai)陽系(xi)中運動速度最(zui)快的(de)行(xing)星(xing),它(ta)繞太(tai)陽運行(xing)一周(zhou)只需(xu)要(yao)(yao)88天(tian)(tian),除公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)之外,水(shui)(shui)星(xing)本身也有自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。過(guo)去認(ren)為(wei)水(shui)(shui)星(xing)的(de)自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)期(qi)應當與公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)期(qi)相等,都是(shi)88天(tian)(tian)。1965年,美國(guo)天(tian)(tian)文(wen)學家戈登、佩蒂吉爾和羅·戴斯用安裝在波多(duo)黎(li)各(ge)阿雷西博天(tian)(tian)文(wen)臺的(de)、當今世(shi)界上最(zui)大的(de)射電望遠(yuan)鏡測定了(le)水(shui)(shui)星(xing)的(de)自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)期(qi),結果并(bing)不是(shi)88天(tian)(tian),而是(shi)58.646天(tian)(tian),正好(hao)是(shi)水(shui)(shui)星(xing)公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)期(qi)的(de)2/3。水(shui)(shui)星(xing)軌(gui)道(dao)(dao)有每(mei)世(shi)紀(ji)快43″的(de)反(fan)常進(jin)動。

由于水(shui)星(xing)在(zai)近(jin)日點(dian)時(shi)總以同(tong)一經(jing)度朝著(zhu)太(tai)陽,在(zai)遠日點(dian)時(shi)以相差90°的經(jing)度朝著(zhu)太(tai)陽,所以水(shui)星(xing)隨著(zhu)經(jing)度不同(tong)而出現季節變化(hua)。

公轉

水星的(de)(de)(de)(de)運(yun)行軌道是偏心的(de)(de)(de)(de),半徑從4600萬-7000萬公里(li)變(bian)化。圍繞太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)緩(huan)慢歲差不能完全地被牛頓經(jing)典(dian)力學(xue)所(suo)解(jie)釋(shi),以(yi)致于在一(yi)段時間內很(hen)多人(ren)用設想(xiang)的(de)(de)(de)(de)另外一(yi)個(ge)(ge)更靠近(jin)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)行星(有(you)時被稱(cheng)為火神星)來解(jie)釋(shi)這(zhe)個(ge)(ge)混亂(luan)。這(zhe)稱(cheng)為“水星近(jin)日點進動(dong)”。無論如何,愛因斯坦的(de)(de)(de)(de)廣義相對論后來提供了(le)一(yi)種可(ke)以(yi)消除這(zhe)個(ge)(ge)小誤差的(de)(de)(de)(de)解(jie)釋(shi)。

自轉

1889年意大利(li)天文(wen)學家夏帕里利(li)經過多年觀(guan)測認(ren)為水星自(zi)轉時間和公轉時間都(dou)是(shi)88天。直(zhi)到(dao)1965年,美國天文(wen)學家才測量出了水星自(zi)轉的(de)精(jing)確周期58.646天。

在一些時(shi)候,在水(shui)(shui)(shui)星的表面上的一些地方(fang),在同一個水(shui)(shui)(shui)星日里(li),當一個觀測(ce)者(在太(tai)(tai)(tai)陽升(sheng)起(qi)時(shi))時(shi)觀測(ce),可以(yi)看(kan)見太(tai)(tai)(tai)陽先上升(sheng),然后(hou)(hou)倒(dao)退最(zui)后(hou)(hou)落下,然后(hou)(hou)再(zai)一次的上升(sheng)。這(zhe)是因(yin)為大約四天(tian)的近日點(dian)周期,水(shui)(shui)(shui)星軌(gui)道速(su)度(du)完全(quan)地等于它的自(zi)轉速(su)度(du),以(yi)致于太(tai)(tai)(tai)陽的視運動停止,在近日點(dian)時(shi),水(shui)(shui)(shui)星的軌(gui)道速(su)度(du)超過自(zi)轉速(su)度(du);因(yin)此,太(tai)(tai)(tai)陽看(kan)起(qi)來會(hui)逆行性(xing)運動,在近日點(dian)后(hou)(hou)的四天(tian),太(tai)(tai)(tai)陽恢復正常的視運動。

1965年(nian)使(shi)用(yong)雷達觀(guan)測(ce)后,觀(guan)察數據否(fou)決了水星對太陽(yang)是(shi)潮汐(xi)固定的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)想法:自轉(zhuan)使(shi)得所有時間(jian)里水星保持(chi)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)一(yi)面對著(zhu)太陽(yang)。水星軌速(su)振(zhen)諧(xie)為3:2,這就是(shi)說自轉(zhuan)三次的(de)(de)(de)時間(jian)是(shi)圍繞太陽(yang)公轉(zhuan)兩(liang)次的(de)(de)(de)時間(jian);水星的(de)(de)(de)軌道離心使(shi)這個諧(xie)振(zhen)持(chi)穩(wen)。最(zui)初天文學(xue)家認為它有被(bei)固定的(de)(de)(de)潮汐(xi)是(shi)因為水星處于最(zui)好的(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)位置(zhi),它總是(shi)在3:2諧(xie)振(zhen)中的(de)(de)(de)相(xiang)同(tong)時刻(ke),展現出相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)一(yi)面,就如同(tong)它完(wan)全地(di)被(bei)固定住一(yi)樣。水星的(de)(de)(de)自轉(zhuan)比地(di)球緩慢59倍。

因(yin)為水星的3:2的軌速比率,一個恒星日(ri)(自轉(zhuan)的周期)大約是58.7個地(di)球日(ri),一個太陽日(ri)(太陽穿越(yue)兩(liang)次子午線之(zhi)間的時間)大約是176個地(di)球日(ri)。

軌道變動

水(shui)(shui)星(xing)(xing)擁有(you)(you)(you)太陽系8大行(xing)星(xing)(xing)中偏心率最(zui)大的軌道,通俗(su)的說,就是(shi)它的軌道的橢圓是(shi)最(zui)“扁”的。而最(zui)新(xin)的計(ji)算(suan)機模擬顯示,在未(wei)來數(shu)十億年間(jian),水(shui)(shui)星(xing)(xing)的這一軌道還將(jiang)變(bian)得更扁,使其(qi)有(you)(you)(you)1%的機會和太陽或者金星(xing)(xing)發(fa)生(sheng)撞(zhuang)擊。更讓人擔憂的是(shi),和外側的巨行(xing)星(xing)(xing)引力場一起,水(shui)(shui)星(xing)(xing)這樣混(hun)亂(luan)的軌道運動將(jiang)有(you)(you)(you)可(ke)能打亂(luan)內太陽系其(qi)他行(xing)星(xing)(xing)的運行(xing)軌道,甚至導(dao)致水(shui)(shui)星(xing)(xing),金星(xing)(xing)或火(huo)星(xing)(xing)的軌道發(fa)生(sheng)變(bian)動,并最(zui)終和地(di)球發(fa)生(sheng)相(xiang)撞(zhuang)。

凌日現象

當水(shui)星走到(dao)(dao)太(tai)陽和地(di)球(qiu)之(zhi)間時,我們(men)在(zai)太(tai)陽圓面(mian)(mian)上會(hui)看到(dao)(dao)一個(ge)小黑(hei)點(dian)穿過,這種現象(xiang)稱為(wei)水(shui)星凌日。其道理和日食類似,不(bu)同的是水(shui)星比月亮(liang)離(li)地(di)球(qiu)遠(yuan),視直徑僅為(wei)太(tai)陽的190萬分之(zhi)一。水(shui)星擋(dang)住太(tai)陽的面(mian)(mian)積太(tai)小了,不(bu)足以(yi)使太(tai)陽亮(liang)度(du)減弱,所以(yi),用肉眼是看不(bu)到(dao)(dao)水(shui)星凌日的,只能通過望遠(yuan)鏡進(jin)行投影觀測(ce)。水(shui)星凌日每100年(nian)平均發生(sheng)13次(ci)。在(zai)20世紀末有一次(ci)凌日是在(zai)1999年(nian)11月16日5時42分。

在人類歷史上,第一(yi)次(ci)(ci)預告水星凌(ling)日是"行星運動(dong)三大定(ding)律"的發(fa)(fa)(fa)現(xian)者,德國天文學家開普勒(1571至1630年(nian)(nian)(nian))。他在1629年(nian)(nian)(nian)預言(yan):1631年(nian)(nian)(nian)11月7 日將發(fa)(fa)(fa)生(sheng)稀奇(qi)天象(xiang)--水星凌(ling)日。當日,法國天文學家加桑(sang)迪在巴黎親眼目睹到有(you)個小黑點(水星)在日面上由東向西(xi)徐(xu)徐(xu)移動(dong)。從1631年(nian)(nian)(nian)至2003年(nian)(nian)(nian),共出(chu)現(xian)50次(ci)(ci)水星凌(ling)日。其中,發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在11月的有(you)35次(ci)(ci),發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在5月的僅(jin)有(you)15次(ci)(ci)。每100年(nian)(nian)(nian),平均(jun)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)水星凌(ling)日13.4次(ci)(ci)。

水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)凌日的(de)(de)發生(sheng)(sheng)原(yuan)理與(yu)日食極為(wei)相似,水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)道(dao)(dao)與(yu)黃道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)之間是存(cun)在傾角的(de)(de),這個(ge)(ge)傾角大約為(wei)7度。這就(jiu)造成(cheng)了(le)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)軌(gui)道(dao)(dao)與(yu)地(di)(di)球(qiu)(qiu)黃道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)會(hui)有(you)兩個(ge)(ge)交(jiao)點(dian)(dian)。即為(wei)升交(jiao)點(dian)(dian)和(he)降交(jiao)點(dian)(dian)。水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)過升交(jiao)點(dian)(dian)即為(wei)從地(di)(di)球(qiu)(qiu)黃道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)下(xia)方向黃道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)方運動,降交(jiao)點(dian)(dian)反(fan)之。只有(you)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)地(di)(di)球(qiu)(qiu)兩者的(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)處于同一個(ge)(ge)平面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang),而日水(shui)(shui)(shui)地(di)(di)三者又恰好(hao)排(pai)成(cheng)一條直線時,才會(hui)發生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)凌日。如果水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在過升降交(jiao)點(dian)(dian)附(fu)近的(de)(de)兩天恰好(hao)也發生(sheng)(sheng)了(le)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下(xia)合相位(wei)時,就(jiu)有(you)可能發生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)凌日天象(xiang)。

在(zai)(zai)目前及以(yi)后的(de)十幾個世紀(ji)內,水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日只可能發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)五(wu)月(yue)(yue)(yue)或十一(yi)月(yue)(yue)(yue)。發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)五(wu)月(yue)(yue)(yue)的(de)為(wei)(wei)降交點(dian)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日,發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)十一(yi)月(yue)(yue)(yue)的(de)為(wei)(wei)升(sheng)交點(dian)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日。而發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)五(wu)月(yue)(yue)(yue)的(de)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日更(geng)為(wei)(wei)稀罕,水(shui)(shui)星(xing)距(ju)離地球也(ye)更(geng)近(jin)。水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)周(zhou)期(qi)同(tong)(tong)樣遵(zun)循如日月(yue)(yue)(yue)食那樣的(de)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)。在(zai)(zai)同(tong)(tong)一(yi)組(zu)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)內的(de)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日的(de)發(fa)生(sheng)(sheng)周(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)周(zhou)期(qi)中如果有(you)12個閏年(nian)。周(zhou)期(qi)即為(wei)(wei)46年(nian)零6.5小時(shi)左(zuo)右。這里所說的(de)時(shi)間(jian)差(cha)值是(shi)同(tong)(tong)一(yi)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)相鄰(lin)兩(liang)次(ci)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日中凌(ling)甚的(de)時(shi)間(jian)差(cha)值。因為(wei)(wei)同(tong)(tong)一(yi)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)相鄰(lin)兩(liang)次(ci)水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)日發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)時(shi)長(chang)是(shi)不(bu)同(tong)(tong)的(de)。

觀測歷史

古代觀星

中國

古代稱水星(xing)為“辰星(xing)”或“昏(hun)星(xing)”。

晉書:天文中(七曜 雜星氣 史傳事驗)

辰(chen)星(xing)曰(yue)北(bei)方冬水,智(zhi)也,聽也。智(zhi)虧聽失,逆冬令,傷(shang)水氣(qi),罰見辰(chen)星(xing)。辰(chen)星(xing)見,則主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)刑,主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)廷(ting)尉(wei),主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)燕趙又為(wei)燕、趙、代(dai)以北(bei);宰相之(zhi)(zhi)象(xiang)。亦(yi)(yi)為(wei)殺伐之(zhi)(zhi)氣(qi),戰斗之(zhi)(zhi)象(xiang)。又曰(yue),軍(jun)于野,辰(chen)星(xing)為(wei)偏(pian)將之(zhi)(zhi)象(xiang),無(wu)軍(jun)為(wei)刑事(shi)和陰陽應效不效,其(qi)(qi)(qi)時不和。出(chu)(chu)失其(qi)(qi)(qi)時,寒(han)暑(shu)失其(qi)(qi)(qi)節,邦(bang)當大饑。當出(chu)(chu)不出(chu)(chu),是(shi)謂擊卒,兵大起。在(zai)于房心間地動(dong)(dong)亦(yi)(yi)曰(yue)辰(chen)星(xing)出(chu)(chu)入躁疾,常(chang)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)夷(yi)狄(di)。又曰(yue),蠻夷(yi)之(zhi)(zhi)星(xing)也,亦(yi)(yi)主(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)刑法之(zhi)(zhi)得失。色黃而小,地大動(dong)(dong)。光明與月相逮(dai),其(qi)(qi)(qi)國大水。

最早觀測記錄

水星最早(zao)被閃(shan)族(zu)人(ren)在(zai)(公元前(qian)三千年(nian))發現(xian),他們叫它(ta)(ta)Ubu-idim-gud-ud。最早(zao)的詳(xiang)細(xi)記錄觀察(cha)數(shu)據的是(shi)(shi)巴比倫人(ren)他們叫它(ta)(ta) gu-ad 或 gu-utu。希臘(la)人(ren)給它(ta)(ta)起了(le)兩個(ge)古老的名字,當它(ta)(ta)出現(xian)在(zai)早(zao)晨時叫阿(a)波羅,當它(ta)(ta)出現(xian)在(zai)傍晚叫赫耳墨(mo)斯,但是(shi)(shi)希臘(la)天文學家知道這(zhe)兩個(ge)名字表示的是(shi)(shi)同一個(ge)東西(xi)。希臘(la)哲學家赫拉克利特甚至認為水星和金星(維納斯星)是(shi)(shi)繞(rao)太陽(yang)公轉的而(er)不(bu)是(shi)(shi)地球。

地面觀測

水星的(de)觀(guan)測因為它(ta)過于接(jie)近(jin)太陽而變(bian)的(de)非常復(fu)雜,在(zai)地球可以(yi)觀(guan)測它(ta)的(de)唯一時(shi)間(jian)是在(zai)日出(chu)或(huo)日落時(shi)。

水星(xing)最(zui)亮的時候,目視(shi)星(xing)等(deng)(deng)達-1.9等(deng)(deng)。由于(yu)水星(xing)和太陽(yang)之(zhi)間的視(shi)角距離不(bu)大,使得(de)水星(xing)經常(chang)因(yin)距離太陽(yang)太近,淹沒(mei)在(zai)耀眼(yan)的陽(yang)光之(zhi)中(zhong)而不(bu)得(de)見。即使在(zai)最(zui)宜(yi)于(yu)觀察的條件下,也只(zhi)有在(zai)日(ri)落西山(shan)之(zhi)后,在(zai)西天低處的夕陽(yang)余暉中(zhong),或(huo)是在(zai)日(ri)出之(zhi)前,在(zai)東方地平線才能看到(dao)它。

地面觀測時間

觀(guan)察水(shui)(shui)星(xing)的(de)最佳(jia)時候是(shi)在日(ri)出之前約50分鐘,或日(ri)落后(hou)50分鐘。當我們朝最靠(kao)近(jin)太(tai)(tai)陽的(de)行星(xing)——水(shui)(shui)星(xing)看的(de)時候,我們也就(jiu)是(shi)朝太(tai)(tai)陽的(de)方向看。需要(yao)牢記的(de)是(shi)不要(yao)直(zhi)接看太(tai)(tai)陽。

若(ruo)(ruo)用望遠鏡(jing)看(kan)水星(xing),則(ze)可以(yi)(yi)選擇(ze)水星(xing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)其軌(gui)道上(shang)處于太陽(yang)一(yi)側或(huo)另(ling)一(yi)側離太陽(yang)最遠(大距(ju))時并在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)日出(chu)前或(huo)日落后搜(sou)尋到它(ta)。天文歷書會告訴你(ni),這個(ge)所謂的“大距(ju)”究竟是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)太陽(yang)的西邊(bian)(bian)(右邊(bian)(bian))還是東(dong)(dong)邊(bian)(bian)(左邊(bian)(bian))。若(ruo)(ruo)是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)西邊(bian)(bian),則(ze)可以(yi)(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)清晨(chen)觀(guan)測;若(ruo)(ruo)是在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)東(dong)(dong)邊(bian)(bian),則(ze)可以(yi)(yi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)黃(huang)昏(hun)觀(guan)測。知道了日期,又知道了在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)太陽(yang)的哪一(yi)側搜(sou)尋,還應該盡可能挑一(yi)個(ge)地平線沒有東(dong)(dong)西阻隔(ge)的地點(dian)。搜(sou)尋水星(xing)要在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)離太陽(yang)升起或(huo)落下處大約一(yi)柞寬的位置。你(ni)將會看(kan)到一(yi)個(ge)小小的發出(chu)淡紅色(se)光的星(xing)星(xing)。

在(zai)其被太陽光(guang)淹沒(mei)之前,你大(da)概可(ke)以觀測它2個星期(qi)。6個星期(qi)之后,它又會在(zai)相對的距角處重新出現(xian)。

哥白尼與水星觀測

說(shuo)起(qi)五大(da)行星的(de)(de)水(shui)星,自古(gu)以來用肉眼觀測(ce)是最(zui)難的(de)(de)。據(ju)傳說(shuo),大(da)天(tian)文學家哥(ge)白尼臨終前曾(ceng)嘆他一生沒有見過水(shui)星。

其實水星(xing)用肉(rou)眼觀測(ce)并(bing)不是想(xiang)象中那么難。要想(xiang)觀測(ce)水星(xing),選(xuan)擇其大距時固然重要,而(er)對于南北緯(wei)30,甚至(zhi)20度以上的觀測(ce)者,水星(xing)相對于太陽的赤緯(wei)極為重要!

哥白尼(ni)為什么沒(mei)見過(guo)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing),最重要(yao)的(de)(de)客觀(guan)原因(yin)有兩個:第一,近前后5000年,北(bei)半(ban)(ban)球相對于(yu)(yu)南半(ban)(ban)球,不(bu)適合(he)觀(guan)測(ce)(ce)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing),因(yin)為每(mei)當水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)大距(ju)處于(yu)(yu)其遠(yuan)日點(dian)(dian)時,北(bei)半(ban)(ban)球觀(guan)測(ce)(ce)者會發現水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)赤(chi)緯總是低于(yu)(yu)太(tai)陽赤(chi)緯,即(ji)使水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)離太(tai)陽距(ju)角接近最大的(de)(de)28度(du),但水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)幾(ji)乎還(huan)(huan)是和太(tai)陽同(tong)升同(tong)落.反(fan)之水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)到(dao)(dao)了近日點(dian)(dian)時,北(bei)半(ban)(ban)球觀(guan)測(ce)(ce)者看到(dao)(dao)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)卻(que)比太(tai)陽赤(chi)緯高(gao)(gao)。但近日點(dian)(dian)畢竟才18度(du)的(de)(de)距(ju)角,所(suo)以水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)還(huan)(huan)是難以觀(guan)測(ce)(ce).這種情況需要(yao)再過(guo)幾(ji)千(qian)年水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)近日點(dian)(dian)進(jin)動90度(du)后才能(neng)改觀(guan)。第二,地(di)理緯度(du)越高(gao)(gao),內(nei)行星(xing)(xing)(xing)越難見。緯度(du)高(gao)(gao)的(de)(de)地(di)區,太(tai)陽的(de)(de)晨昏(hun)朦影(ying)時間很(hen)長,即(ji)日出前或者日落后很(hen)久(jiu),天空依(yi)然明亮,所(suo)以不(bu)利于(yu)(yu)觀(guan)測(ce)(ce)水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing),即(ji)使北(bei)半(ban)(ban)球來說水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)每(mei)逢高(gao)(gao)于(yu)(yu)太(tai)陽赤(chi)緯的(de)(de)大距(ju),亮度(du)至少比織女星(xing)(xing)(xing)亮,但明亮的(de)(de)天空背(bei)景還(huan)(huan)是使水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)不(bu)易觀(guan)測(ce)(ce)。

在(zai)(zai)北半球如中國,想要觀(guan)(guan)測(ce)水星,只要選(xuan)對日期,天氣良(liang)好的(de)情況下還(huan)是(shi)(shi)很容(rong)易做到(dao)的(de).一年(nian)中觀(guan)(guan)測(ce)水星的(de)最(zui)(zui)佳月份(fen)是(shi)(shi)3,4月,和9,10月,即春(chun)秋分(fen)(fen)前后(hou)。春(chun)秋分(fen)(fen)時黃道赤(chi)緯微分(fen)(fen)值最(zui)(zui)大,(黃道赤(chi)緯變(bian)化最(zui)(zui)大),太(tai)陽和水星在(zai)(zai)黃道上相同(tong)距(ju)角時,距(ju)離的(de)赤(chi)緯也比其他黃道區域大.當水星赤(chi)緯大于太(tai)陽赤(chi)緯較(jiao)多時,偏北的(de)水星可(ke)以在(zai)(zai)太(tai)陽在(zai)(zai)地(di)平線下很久而被(bei)觀(guan)(guan)測(ce)到(dao)。經驗是(shi)(shi):春(chun)分(fen)(fen)時節在(zai)(zai)西(xi)方的(de)雙魚,白羊座找,秋分(fen)(fen)時節在(zai)(zai)獅子,處女座找水星.水星相當的(de)明亮,在(zai)(zai)淡藍(lan)色的(de)黎明和黃昏低空中發出不(bu)閃爍的(de)黃色光芒。

通(tong)常(chang)通(tong)過雙筒望遠鏡(jing)甚至直接用肉(rou)眼(yan)便可觀察到水星(xing),但它(ta)總是十(shi)分靠近(jin)太陽,在曙暮光(guang)中(zhong)難(nan)以看到。Mike Harvey的(de)行(xing)星(xing)尋找圖(tu)表指出此時水星(xing)在天(tian)空中(zhong)的(de)位置(及其他行(xing)星(xing)的(de)位置),再由“星(xing)光(guang)燦爛(lan)”這個天(tian)象程序作更多(duo)更細致的(de)定制。(注:下一次(ci)最近(jin)的(de)水星(xing)凌日在2016年)

延伸閱讀

歐洲日本

歐洲(zhou)空間局計(ji)劃和日本合作(zuo)(zuo),以兩艘太(tai)空船(chuan)環繞水星:一艘描(miao)繪水星地(di)圖,另一艘研究它的(de)磁(ci)氣(qi)層,稱為貝皮可倫(lun)坡號的(de)探(tan)測(ce)(ce)計(ji)劃。計(ji)劃在2015年發射(she)太(tai)空船(chuan),預期將(jiang)(jiang)于(yu)2019年抵(di)達(da)水星。載具將(jiang)(jiang)是放一個磁(ci)強計(ji)進入環繞水星的(de)橢(tuo)圓軌道,然后化(hua)學火箭將(jiang)(jiang)點燃,將(jiang)(jiang)繪制地(di)圖的(de)探(tan)測(ce)(ce)器進入圓軌道。這(zhe)兩個探(tan)測(ce)(ce)器都將(jiang)(jiang)運作(zuo)(zuo)一個地(di)球年。繪圖探(tan)測(ce)(ce)器將(jiang)(jiang)攜(xie)帶類似于(yu)信使號的(de)光譜儀,和在許多不(bu)同的(de)波長(chang)上研究這(zhe)顆行星,包括紅外線、紫外線、X射(she)線和伽(jia)馬射(she)線。

美國

一(yi)系列(lie)以飛越方式進(jin)行的行星(xing)探(tan)(tan)險水(shui)手(shou)(shou)號計劃中(zhong)的第(di)10個計劃,也(ye)是計劃中(zhong)的最后一(yi)個。水(shui)手(shou)(shou)10號以飛掠(lve)的方式探(tan)(tan)測水(shui)星(xing)與金(jin)星(xing),也(ye)是第(di)一(yi)個探(tan)(tan)測過(guo)水(shui)星(xing)的太空船(chuan)。水(shui)手(shou)(shou)10號于(yu)1973年11月3日(ri)發射。主要任務包括(kuo)探(tan)(tan)測水(shui)星(xing)與金(jin)星(xing)的環境、大氣(qi)、地表(biao)與行星(xing)的特征(zheng)。水(shui)手(shou)(shou)10號也(ye)是第(di)1艘(sou)利用行星(xing)重力(li)(li)來(lai)同時探(tan)(tan)測2顆行星(xing)的探(tan)(tan)測船(chuan),也(ye)就是以重力(li)(li)彈弓(gong)效應(gravity assist trajectory)來(lai)加速,進(jin)入金(jin)星(xing)重力(li)(li)影(ying)響區內,接著靠金(jin)星(xing)的重力(li)(li)將探(tan)(tan)測船(chuan)拋至另一(yi)個軌道來(lai)接近水(shui)星(xing)。

水(shui)手10號(hao)在1974年(nian)3月(yue)29日(ri)協調時(shi)20:47首次近(jin)距離(li)飛掠(lve)水(shui)星(xing)(xing),當(dang)時(shi)距離(li)水(shui)星(xing)(xing)為703公里。在水(shui)星(xing)(xing)完成(cheng)2次公轉后(hou),水(shui)手10號(hao)在1974年(nian)9月(yue)21日(ri)再度(du)接(jie)(jie)近(jin)水(shui)星(xing)(xing),當(dang)時(shi)距離(li)為48,069公里。水(shui)手10號(hao)最后(hou)一(yi)次接(jie)(jie)近(jin)水(shui)星(xing)(xing)是(shi)(shi)在1975年(nian)3月(yue)16日(ri),距離(li)水(shui)星(xing)(xing)僅(jin)327公里,也是(shi)(shi)最接(jie)(jie)近(jin)的一(yi)次。

在姿勢控制瓦斯大約耗盡之(zhi)后,水(shui)(shui)手10號(hao)開始環(huan)繞(rao)太陽(yang)運行(xing)。工程測試直(zhi)到1975年3月24日停止(zhi),當時有一個未(wei)定的程序讓(rang)船(chuan)身傾斜旋轉(zhuan)而讓(rang)氮氣供應消耗殆盡,因此對水(shui)(shui)手10號(hao)發送了緊(jin)急命令來關閉它的發報機,于是水(shui)(shui)手10號(hao)停止(zhi)傳送訊號(hao)回地球。

直(zhi)到(dao)現(xian)今,盡管船身上的電(dian)子(zi)儀器可能受(shou)到(dao)太陽輻射線(xian)的影(ying)響而損壞,水手10號仍舊在軌道上繞著太陽運行。

美國(guo)(guo)太(tai)(tai)(tai)空(kong)總署(shu)的國(guo)(guo)家(jia)太(tai)(tai)(tai)空(kong)科學資料中心的大(da)衛威廉斯在(zai)2005年表(biao)示:"水手10號自(zi)從關閉發(fa)報(bao)機(ji)之后就并(bing)未從地(di)球上追蹤(zong)或(huo)發(fa)現過(guo)。我們(men)只能假設它還在(zai)繞(rao)著太(tai)(tai)(tai)陽運行,因為只有(you)它受(shou)到(dao)小行星撞擊(ji)或(huo)受(shou)到(dao)大(da)型物體的接(jie)近而擾亂(luan)重(zhong)力才可(ke)能離開軌(gui)道,這種事件發(fa)生(sheng)的機(ji)率非常的小所以(yi)我們(men)假設它仍就照著太(tai)(tai)(tai)陽運行著。"

信使(shi)號探測(ce)(ce)器(MESSENGER)美國第一(yi)個水(shui)(shui)星(xing)(xing)專門(men)探測(ce)(ce)器,MESSENGER("信使(shi)號",是MErcury Surface,Space ENvironment,GEochemistry,and Ranging 的(de)字母縮(suo)寫, 意為"水(shui)(shui)星(xing)(xing)表面,空間環境, 地理化學和全向遙測(ce)(ce)"),NASA的(de)“信使(shi)”號水(shui)(shui)星(xing)(xing)探測(ce)(ce)飛船于2004年8月(yue)(yue)3日搭乘“德爾(er)塔2”型火(huo)箭,在佛羅里(li)(li)達州卡納維拉爾(er)角的(de)肯尼迪航天中心點火(huo)升空。明亮的(de)火(huo)焰照亮了當時(shi)灑(sa)滿月(yue)(yue)光(guang)的(de)夜(ye)空,輝映在大西洋上發射取得圓滿成功,“信使(shi)”號開(kai)始了計劃中的(de)耗時(shi)6年半、飛行79億公里(li)(li)的(de)探測(ce)(ce)遠征,在2011年3月(yue)(yue)到達水(shui)(shui)星(xing)(xing)。

這(zhe)次(ci)水星(xing)探(tan)測任務由美國宇航局、卡(ka)內基(ji)研究所(suo)以及約翰·霍普(pu)金(jin)(jin)斯大(da)學共同研發承擔,“信使(shi)”號(hao)探(tan)測飛(fei)船由霍普(pu)金(jin)(jin)斯大(da)學應用物理實驗室負(fu)責(ze)設計、制(zhi)造這(zhe)是30年來(lai)人類探(tan)測器首次(ci)對水星(xing)進(jin)行(xing)全面的環(huan)繞探(tan)測。

俄國

俄國人計(ji)劃在(zai)2011年-2012年之間用聯盟火(huo)箭(jian)送出他們的飛船,飛船將在(zai)四(si)年后到達水星,將會環繞軌道飛行繪制地圖并且研(yan)究它的磁場。

殖民地

在(zai)水星南北極的(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)(xing)山是(shi)一(yi)個(ge)很有(you)可能適(shi)合成為地(di)(di)球外(wai)人類殖(zhi)民地(di)(di)的(de)(de)地(di)(di)方, 因(yin)為那里的(de)(de)溫(wen)度(du)常年(nian)恒定(大約-200℃)。這是(shi)因(yin)為水星微弱的(de)(de)軸(zhou)傾(qing)斜以(yi)及(ji)因(yin)為基本(ben)沒有(you)大氣,所(suo)以(yi)從(cong)有(you)日光照射(she)的(de)(de)部(bu)分的(de)(de)熱量很難攜(xie)帶至此,即使水星兩極較為淺的(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)(xing)山底部(bu)也總是(shi)黑暗的(de)(de)。適(shi)當的(de)(de)人類活動將能加(jia)熱殖(zhi)民地(di)(di)以(yi)達到一(yi)個(ge)舒適(shi)的(de)(de)溫(wen)度(du),周圍一(yi)個(ge)相比大部(bu)分地(di)(di)球區域來(lai)說較低的(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)將能使散(san)失的(de)(de)熱量更易處理。

最新發現

麻省(sheng)理工(gong)學院的(de)科學家通過對水星巖石(shi)化學成分(fen)分(fen)析(xi)(xi)的(de)過程中發現這顆星球過去可能擁有一(yi)片巨大的(de)巖漿海洋(yang)時(shi)間(jian)點(dian)處于(yu)45億年前,這項新(xin)的(de)研究(jiu)任(ren)務由“信使”號探測(ce)器(qi)(qi)完(wan)成,旨在分(fen)析(xi)(xi)水星表面(mian)、空間(jian)環境以及行星化學物質組(zu)成等。自2011年3月起,NASA的(de)探測(ce)器(qi)(qi)開(kai)(kai)始收集(ji)相關數(shu)據(ju),一(yi)組(zu)科學家負責對X射線(xian)熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜數(shu)據(ju)進(jin)行分(fen)析(xi)(xi)該任(ren)務收集(ji)到(dao)了有關水星表面(mian)巖石(shi)的(de)組(zu)分(fen)情況,科學家希望揭(jie)開(kai)(kai)水星到(dao)底(di)發生了何(he)種(zhong)地質過程,導(dao)致(zhi)其表面(mian)出(chu)現兩種(zhong)不同組(zu)成的(de)巖石(shi)。

對此(ci),科(ke)學家(jia)在(zai)實(shi)驗室中創建了兩類巖(yan)石(shi),模擬高溫高壓環境(jing)下的(de)(de)(de)地(di)質(zhi)演化過(guo)程,通過(guo)實(shi)驗科(ke)學家(jia)設想水(shui)星(xing)(xing)上曾經(jing)出現巨大的(de)(de)(de)巖(yan)漿海(hai)洋,在(zai)這種環境(jing)下可演化出兩種截然不(bu)同的(de)(de)(de)巖(yan)石(shi),通過(guo)結晶、凝固最后重新由熔巖(yan)噴發(fa)機制存在(zai)于(yu)水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面。根據(ju)麻省理工學院(yuan)地(di)質(zhi)學教授(shou)蒂莫(mo)西·格羅(luo)夫介(jie)紹(shao):“水(shui)星(xing)(xing)上發(fa)生的(de)(de)(de)事件(jian)其實(shi)是非常(chang)(chang)驚人的(de)(de)(de),地(di)殼(ke)的(de)(de)(de)年齡很可能超(chao)過(guo)了40億歲因此(ci)這些(xie)巖(yan)漿海(hai)洋應該(gai)存在(zai)于(yu)非常(chang)(chang)古(gu)老的(de)(de)(de)過(guo)去。”

信使號探(tan)測(ce)器進入(ru)水星(xing)軌(gui)道時(shi)正處于強烈(lie)的(de)(de)太陽耀斑活(huo)躍(yue)期(qi),作為(wei)太陽系內側軌(gui)道上距(ju)離太陽最近的(de)(de)行星(xing)水星(xing)受到(dao)太陽光(guang)和(he)輻射的(de)(de)“烘烤”,其(qi)表(biao)面的(de)(de)巖石反射出強烈(lie)的(de)(de)光(guang)譜信號,科學家(jia)通過(guo)X射線光(guang)譜儀就可以確定水星(xing)表(biao)面物質的(de)(de)化學成分。

針對水(shui)星(xing)(xing)上巖(yan)石出現的(de)(de)(de)不同化(hua)學(xue)組分(fen),格羅夫認為(wei)可(ke)在(zai)(zai)實驗室中模擬(ni)二(er)氧(yang)化(hua)硅、氧(yang)化(hua)鎂(mei)以(yi)及三氧(yang)化(hua)二(er)鋁(lv)的(de)(de)(de)比例再將其(qi)熔(rong)化(hua)結晶,探索該過(guo)程(cheng)中可(ke)能出現的(de)(de)(de)情況。實驗結果顯(xian)示(shi),兩種成分(fen)可(ke)能來自(zi)同一(yi)(yi)地區,指(zhi)向了(le)一(yi)(yi)個巨大(da)的(de)(de)(de)巖(yan)漿海洋此外(wai),本項(xiang)研(yan)究還暗示(shi)了(le)水(shui)星(xing)(xing)存在(zai)(zai)一(yi)(yi)個極為(wei)混亂的(de)(de)(de)早期演化(hua)過(guo)程(cheng),其(qi)中包括大(da)塊天體的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊,科(ke)學(xue)家認為(wei)這將填補水(shui)星(xing)(xing)早期歷史的(de)(de)(de)很多(duo)空白(bai),加深我們對水(shui)星(xing)(xing)形成過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)理解。

科(ke)學家(jia)對“信使號”探測(ce)器2009年(nian)第三次(ci)飛越(yue)水(shui)星(xing)的(de)(de)觀(guan)測(ce)數據進行了分析,最新結果發現水(shui)星(xing)表面最年(nian)輕的(de)(de)火山活動跡象,以及磁場亞暴的(de)(de)最新信息,并且在水(shui)星(xing)超稀薄外大氣層中首次(ci)發現電(dian)離(li)鈣元(yuan)素。

信使(shi)號(hao)探測(ce)器首席調(diao)查員(yuan)肖恩-所羅門(Sean Solomon)說:“信使(shi)號(hao)每次(ci)飛越水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)都會獲得新的(de)(de)發現!我(wo)們(men)發現水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)一顆(ke)頗具(ju)活力的(de)(de)行星(xing)(xing)(xing)(xing),其活動性(xing)貫穿于(yu)整個(ge)歷(li)史階(jie)段。”在前兩次(ci)勘測(ce)中(zhong),信使(shi)號(hao)探測(ce)器發現水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)早期(qi)歷(li)史時期(qi)曾遍布著火(huo)山活動,在最新的(de)(de)第三次(ci)飛越水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)勘測(ce)中(zhong),該探測(ce)器發現290公里直(zhi)徑的(de)(de)環狀(zhuang)碰撞(zhuang)坑,這(zhe)是(shi)(shi)迄今觀測(ce)發現最年(nian)輕(qing)的(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)表面(mian)坑狀(zhuang)結構,科學家將(jiang)它命名為“Rachmaninoff”,其底(di)部具(ju)有非常(chang)平(ping)滑的(de)(de)平(ping)原。

美國(guo)約翰霍普(pu)金斯大(da)學應用物(wu)理實(shi)驗室(shi)的(de)路易絲·普(pu)羅克特(Louise Prockter)說(shuo):“我(wo)們(men)認為(wei)Rachmaninoff環狀坑底部(bu)平原是(shi)迄今(jin)在(zai)水星發現(xian)的(de)最年(nian)輕火(huo)山(shan)(shan)跡(ji)象。此外,我(wo)們(men)在(zai)Rachmaninoff環狀坑東北部(bu)發現(xian)漫射(she)環狀明(ming)亮(liang)物(wu)質環繞在(zai)不規(gui)則洼地(di)周圍,標志(zhi)著這些不規(gui)則洼地(di)是(shi)火(huo)山(shan)(shan)噴(pen)口,并且其直徑比之(zhi)前(qian)所勘測的(de)火(huo)山(shan)(shan)噴(pen)口都大(da)。這項觀測暗(an)示著水星表面的(de)火(huo)山(shan)(shan)活動(dong)性要比之(zhi)前(qian)所認為(wei)的(de)更持續,或許持續至(zhi)太陽生(sheng)命歷(li)史下半時期。

磁場(chang)(chang)(chang)(chang)亞(ya)暴是(shi)一(yi)種太(tai)空(kong)氣(qi)象,曾間歇地(di)出(chu)(chu)現(xian)在地(di)球(qiu)(qiu)上,通(tong)常(chang)每天會(hui)出(chu)(chu)現(xian)幾次,持(chi)續(xu)1-3小時。地(di)球(qiu)(qiu)上的磁場(chang)(chang)(chang)(chang)亞(ya)暴常(chang)伴隨著一(yi)系列特殊現(xian)象發生,比如:北(bei)極(ji)和(he)南(nan)極(ji)上空(kong)出(chu)(chu)現(xian)的壯麗極(ji)光現(xian)象。磁場(chang)(chang)(chang)(chang)亞(ya)暴也(ye)伴隨出(chu)(chu)現(xian)危險的能(neng)(neng)量(liang)粒子這(zhe)將導致地(di)球(qiu)(qiu)觀(guan)測衛星和(he)地(di)面(mian)通(tong)訊系統災難性事故,尤其是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)同(tong)步軌道區域。地(di)球(qiu)(qiu)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)亞(ya)暴的能(neng)(neng)量(liang)來源于地(di)球(qiu)(qiu)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)尾部的磁性能(neng)(neng)量(liang)。

在(zai)信使號探測(ce)(ce)器第(di)三次飛越(yue)水星(xing)時,該(gai)探測(ce)(ce)器裝(zhuang)載(zai)的磁(ci)力計(ji)首(shou)次發現水星(xing)磁(ci)場(chang)尾部磁(ci)性能量中像亞(ya)暴(bao)一樣“載(zai)荷”,這(zhe)種水星(xing)磁(ci)場(chang)亞(ya)暴(bao)能量大約(yue)是地(di)球磁(ci)場(chang)亞(ya)暴(bao)的10倍,其運(yun)行速度是地(di)球磁(ci)場(chang)亞(ya)暴(bao)的50倍。

美國宇航局戈達德太(tai)空(kong)飛行中心的(de)太(tai)空(kong)物理學家詹姆斯(si)-斯(si)萊文(wen)(James A. Slavin)稱,最新觀測顯示水星的(de)磁場(chang)亞暴相(xiang)對(dui)強度比地球磁場(chang)亞暴大,同(tong)時(shi),我(wo)們還發(fa)現水星磁場(chang)尾部增強與唐吉(ji)周期(Dungey cycle)的(de)一致性唐吉(ji)周期是描述(shu)磁氣(qi)圈內(nei)等離子循環的(de)一個指標(biao)。

斯(si)萊文說(shuo):“信使號探(tan)測(ce)器最新觀測(ce)首次顯(xian)示地球(qiu)之外的(de)另一顆行星(xing)上唐吉等離(li)子循環時間可以(yi)確定亞(ya)暴持續的(de)時間,這暗示著這種地球(qiu)磁(ci)氣圈(quan)特征是宇(yu)宙的(de)一種普遍(bian)現(xian)象。

水(shui)星(xing)(xing)的(de)外大氣(qi)層非常稀薄,是由水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面(mian)(mian)和太陽風中的(de)原子(zi)(zi)和離子(zi)(zi)構成(cheng)(cheng),信(xin)使號探(tan)測(ce)器對水(shui)星(xing)(xing)外大氣(qi)層的(de)觀測(ce)將提供(gong)一個研究水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面(mian)(mian)和其太空(kong)環境之間(jian)交互影響的(de)機會,并(bing)能(neng)夠探(tan)測(ce)水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面(mian)(mian)的(de)構成(cheng)(cheng),該行星(xing)(xing)遺失至星(xing)(xing)系空(kong)間(jian)的(de)物質有助科(ke)學家理解水(shui)星(xing)(xing)當前和歷史時期(qi)的(de)構成(cheng)(cheng)狀況。

信(xin)使號(hao)探測器對水(shui)(shui)(shui)星外(wai)(wai)大(da)氣層的(de)觀測結果(guo)顯示(shi)(shi)外(wai)(wai)大(da)氣層中(zhong)中(zhong)性(xing)和(he)電離元素獨特的(de)空間(jian)分布特性(xing),第三次(ci)飛越(yue)(yue)勘(kan)(kan)測首(shou)次(ci)探測到水(shui)(shui)(shui)星南極(ji)和(he)北極(ji)外(wai)(wai)大(da)氣層的(de)構成。美國(guo)約翰霍普金(jin)斯(si)大(da)學應用(yong)物理實驗室的(de)羅-弗瓦(wa)西克(Ron Vervack)說:“勘(kan)(kan)測顯示(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)星外(wai)(wai)大(da)氣層中(zhong)包含著鈉(Na)、鈣(Ca)、鎂(Mg)元素,在(zai)這次(ci)飛越(yue)(yue)水(shui)(shui)(shui)星勘(kan)(kan)測中(zhong),信(xin)使號(hao)首(shou)次(ci)發現外(wai)(wai)大(da)氣層含有電離鈣, 據美國(guo)宇航局網站報道,該局正在(zai)水(shui)(shui)(shui)星軌道運行的(de)信(xin)使號(hao)探測器獲取的(de)最(zui)新數據顯示(shi)(shi)這顆行星上擁(yong)有大(da)量水(shui)(shui)(shui)冰(bing)(bing)。大(da)衛·勞(lao)倫(lun)斯(si)(David Lawrence)是(shi)來(lai)自約翰·霍普金(jin)斯(si)大(da)學應用(yong)物理實驗室(APL)的(de)信(xin)使號(hao)首(shou)席(xi)科(ke)學家,也是(shi)一(yi)篇(pian)發表(biao)在(zai)在(zai)線版(ban)《科(ke)學通(tong)報》雜志上論文(wen)的(de)第一(yi)作者。勞(lao)倫(lun)斯(si)表(biao)示(shi)(shi):“最(zui)新數據顯示(shi)(shi)在(zai)水(shui)(shui)(shui)星極(ji)區存在(zai)水(shui)(shui)(shui)冰(bing)(bing),如果(guo)將(jiang)這些水(shui)(shui)(shui)冰(bing)(bing)平均(jun)鋪(pu)滿整個華(hua)盛頓,其(qi)厚度將(jiang)超過兩英里(li)(約合3.2公里(li))。”

考慮到水星(xing)距離太(tai)陽如此(ci)之近,這顆行星(xing)上似乎是不可能(neng)存(cun)在(zai)水的(de)。但是由(you)于(yu)水星(xing)的(de)自轉(zhuan)軸傾角非(fei)常小,接近于(yu)零(更(geng)準(zhun)確的(de)說是不到1度),因此(ci)在(zai)水星(xing)的(de)極區存(cun)在(zai)很多永久陰影區。科學家們在(zai)數十年(nian)前便(bian)開始猜測在(zai)這些永久陰影區內可能(neng)存(cun)在(zai)水冰。

1991年,這(zhe)一(yi)想法得到了一(yi)項重要證據,當時世(shi)界上(shang)最強(qiang)大的(de)(de)射(she)(she)電望(wang)遠鏡——設在波多(duo)(duo)黎(li)各島上(shang)的(de)(de)阿(a)雷西博射(she)(she)電天線向水(shui)星發射(she)(she)的(de)(de)雷達波,在其反(fan)(fan)射(she)(she)信號上(shang)發現這(zhe)顆行星的(de)(de)極區存在一(yi)些反(fan)(fan)射(she)(she)率(lv)高(gao)的(de)(de)異乎尋常的(de)(de)“亮區”。這(zhe)些亮區的(de)(de)雷達波反(fan)(fan)射(she)(she)率(lv)非常高(gao),其特性和水(shui)冰非常相(xiang)(xiang)似。除此之外(wai),很多(duo)(duo)這(zhe)種明亮反(fan)(fan)射(she)(she)區的(de)(de)位(wei)置(zhi)和1970年代(dai)美國(guo)水(shui)手(shou)10號探測(ce)器拍攝的(de)(de)水(shui)星地表大型隕擊坑的(de)(de)位(wei)置(zhi)相(xiang)(xiang)對應。不過(guo)科(ke)學(xue)家們(men)一(yi)直無法確定這(zhe)些亮區的(de)(de)位(wei)置(zhi)和極區的(de)(de)那(nei)些永久陰影區位(wei)置(zhi)是否同樣相(xiang)(xiang)互吻合(he)。

但是,隨著信(xin)使(shi)號抵達(da)水(shui)星(xing)(xing),這一切(qie)疑惑都(dou)煙消云(yun)散了。信(xin)使(shi)號探測器搭載的(de)水(shui)星(xing)(xing)雙成像系統在(zai)2011年和2012年年初拍攝的(de)圖像證明,那(nei)些強烈反射(she)雷達(da)波的(de)亮區的(de)確(que)都(dou)位于水(shui)星(xing)(xing)南北兩極(ji)的(de)永久陰影區內。

而來自信使號的最新數據(ju)確認了水(shui)星北極永久陰影區(qu)內沉積物質的主(zhu)要成分確是水(shui)冰。在其中一(yi)些最寒冷的區(qu)域,水(shui)冰直接暴露于地表。而在一(yi)些稍(shao)(shao)(shao)稍(shao)(shao)(shao)溫暖一(yi)些的區(qu)域,似乎有一(yi)些稍(shao)(shao)(shao)顯暗色的物質覆蓋著水(shui)冰表面。

信使(shi)號使(shi)用中(zhong)(zhong)子能譜設備測量(liang)雷(lei)達反射亮區(qu)(qu)的(de)氫原子豐度。通過這(zhe)些(xie)測量(liang)數(shu)據(ju)(ju)就可以推算出冰的(de)富集量(liang)。勞倫斯表(biao)示(shi):“這(zhe)些(xie)中(zhong)(zhong)子數(shu)據(ju)(ju)顯示(shi)在水星極區(qu)(qu)的(de)高(gao)雷(lei)達反射區(qu)(qu)域存在一層(ceng)(ceng)平均厚(hou)度約為數(shu)十厘米的(de)富氫物(wu)質層(ceng)(ceng),其上方(fang)還覆(fu)蓋有一層(ceng)(ceng)10~20厘米厚(hou)的(de)表(biao)層(ceng)(ceng),這(zhe)層(ceng)(ceng)表(biao)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)氫含(han)量(liang)則(ze)相對(dui)較低。”他指出:“這(zhe)層(ceng)(ceng)覆(fu)蓋在下(xia)方(fang)的(de)富氫層(ceng)(ceng)的(de)氫含(han)量(liang)比例和純凈(jing)的(de)水體相當。”

根(gen)據美(mei)國(guo)宇航局戈達德空間(jian)飛行(xing)中心的(de)(de)格里高(gao)(gao)利·紐曼(Gregory Neumann)的(de)(de)說(shuo)法,信使(shi)號搭載的(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)激光高(gao)(gao)度計(ji)(MLA)獲(huo)得的(de)(de)數(shu)據已經在(zai)水(shui)星(xing)(xing)地(di)表獲(huo)取了(le)超過1000萬個高(gao)(gao)程數(shu)據,用(yong)以(yi)制作(zuo)高(gao)(gao)精(jing)度地(di)形圖(tu)。這些高(gao)(gao)程數(shu)據同(tong)樣(yang)支持了(le)水(shui)冰存(cun)在(zai)的(de)(de)看法。在(zai)另外一份(fen)論文中,紐曼和(he)同(tong)事們報告了(le)首次對水(shui)星(xing)(xing)處于永久(jiu)陰影區(qu)的(de)(de)北極地(di)區(qu)進行(xing)的(de)(de)高(gao)(gao)程測(ce)量,結果顯(xian)示這些區(qu)域(yu)存(cun)在(zai)一些不規(gui)則的(de)(de)明亮(liang)和(he)暗色的(de)(de)沉積物。

紐曼表示:“在(zai)此(ci)之前還(huan)從未有(you)人(ren)在(zai)水星(xing)(xing)上看到過(guo)這(zhe)(zhe)些陰(yin)暗區域(yu),因(yin)此(ci)它們一(yi)直充滿神(shen)秘(mi)感。”紐曼認為這(zhe)(zhe)些明亮和暗色(se)的物(wu)(wu)(wu)質都是由彗星(xing)(xing)或(huo)小行星(xing)(xing)攜帶到水星(xing)(xing)上來(lai)的。這(zhe)(zhe)種說法得到了加州大學洛杉磯分校大衛(wei)·佩(pei)吉(David Paige)教授(shou)一(yi)篇文章的支(zhi)持(chi)。佩(pei)吉指出:“這(zhe)(zhe)些暗色(se)物(wu)(wu)(wu)質可能是一(yi)些復雜(za)有(you)機(ji)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)的混雜(za)體(ti),它們由彗星(xing)(xing)和富含有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)的小行星(xing)(xing)在(zai)撞擊水星(xing)(xing)時(shi)攜帶而來(lai)。可能也(ye)(ye)正是通過(guo)同(tong)樣的機(ji)制,水也(ye)(ye)被帶到了這(zhe)(zhe)顆太陽系最內側的行星(xing)(xing)上。”

西恩·所羅門(Sean Solomon)來自哥(ge)倫比亞大學(xue)拉蒙特-多赫提地球觀測(ce)臺,也是信使(shi)號(hao)(hao)項(xiang)目(mu)首席科學(xue)家。他說,覆(fu)蓋在(zai)水冰成分表面的(de)一層黑色物質則讓事情(qing)變得(de)更(geng)加復(fu)雜了。他說:“在(zai)超(chao)過20年的(de)時(shi)間(jian)里(li),科學(xue)家們一直(zhi)在(zai)爭論這顆最靠近太陽的(de)行(xing)星(xing)上的(de)永久陰影區是否存在(zai)大量(liang)的(de)水冰。現在(zai)信使(shi)號(hao)(hao)為這個問題給出(chu)了一個明(ming)確的(de)肯定(ding)答案。”

不過所羅門也指出(chu):“新的(de)觀測結果(guo)也引出(chu)了(le)新的(de)問題。這些(xie)位于極區的(de)黑(hei)色物(wu)質大部分都是有(you)機質嗎(ma)?這些(xie)物(wu)質究竟經歷了(le)何種化(hua)學反應過程?水(shui)星(xing)地表或地下是否有(you)一些(xie)區域同時存在(zai)液(ye)態水(shui)和(he)有(you)機質?只有(you)對水(shui)星(xing)開展持續的(de)研(yan)究,我們才能最(zui)終回(hui)答(da)這些(xie)問題。”

2014年,美國航天局派(pai)往(wang)水星的探測器信(xin)使號,早前傳來的照片中,卻發現北極地區一個隕石(shi)坑附(fu)近有(you)冰(bing)的存在,是首次真正發現水星有(you)冰(bing)。

學者早于(yu)兩(liang)年前已透過(guo)間接的分析指水星上(shang)存在著冰,但(dan)這次則是首次直接看(kan)到。專家估計(ji)冰塊(kuai)有數以十米厚,但(dan)亦可能延伸至坑洞(dong)內。雖(sui)然水星圍繞太陽轉(zhuan)一圈(quan)需時58個地球日,幾乎整個大地都被陽光照(zhao)射,但(dan)水星的極地則永遠無法(fa)被太陽照(zhao)到,溫度低得有機會讓(rang)冰形成。

水星文化

1976年,國際天文(wen)學聯合(he)會開始(shi)為水(shui)星上的環形山(shan)命名。

水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)表(biao)面很像月(yue)(yue)(yue)球(qiu),滿布著(zhu)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)、大平原、盆地、輻射紋(wen)和斷崖。于是,水(shui)星(xing)(xing)上(shang)的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)和月(yue)(yue)(yue)球(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)一樣,也進行了命(ming)(ming)名。水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面上(shang)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)的(de)(de)(de)名字都是以文學(xue)藝術家(jia)的(de)(de)(de)名字來命(ming)(ming)名的(de)(de)(de),沒有(you)科(ke)學(xue)家(jia),這(zhe)是因為(wei)月(yue)(yue)(yue)面環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)大都用科(ke)學(xue)家(jia)的(de)(de)(de)名字命(ming)(ming)名了。水(shui)星(xing)(xing)表(biao)面被命(ming)(ming)名的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形(xing)山(shan)(shan)直徑(jing)都在20公里(li)以上(shang),而(er)且都位(wei)于水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)西(xi)半球(qiu)這(zhe)些名人(ren)的(de)(de)(de)大名將永遠與日月(yue)(yue)(yue)爭輝,紀念他(ta)們為(wei)人(ren)類作出的(de)(de)(de)卓越(yue)貢獻。

在國際天文(wen)學聯合會(hui)已命(ming)名(ming)(ming)的(de)(de)310多個環(huan)形山的(de)(de)名(ming)(ming)稱(cheng)中,其中有15個環(huan)形山是(shi)(shi)以(yi)我們中華民族的(de)(de)人(ren)物的(de)(de)名(ming)(ming)字命(ming)名(ming)(ming)的(de)(de)。有伯牙:傳(chuan)說是(shi)(shi)春秋時代(dai)的(de)(de)音(yin)(yin)樂家(jia)(jia);蔡琰(yan):東(dong)漢(han)末女詩人(ren);李(li)白(bai):唐代(dai)大詩人(ren);白(bai)居(ju)易(yi):唐代(dai)大詩人(ren):董源:五代(dai)十國南唐畫家(jia)(jia);李(li)清照(zhao):南宋女詞(ci)人(ren);姜夔:南宋音(yin)(yin)樂家(jia)(jia);梁(liang)楷(kai):南宋畫家(jia)(jia);關漢(han)卿:元代(dai)戲曲(qu)家(jia)(jia);馬致遠:元代(dai)戲曲(qu)家(jia)(jia);趙孟俯:元代(dai)書畫家(jia)(jia);王(wang)蒙:元末畫家(jia)(jia);朱耷:清初畫家(jia)(jia);曹(cao)沾(即曹(cao)雪芹(qin)):清代(dai)文(wen)學家(jia)(jia);魯(lu)迅:中國近代(dai)文(wen)學家(jia)(jia)。

在(zai)天文學家(jia)創建詳細的(de)水(shui)星地圖(tu)之(zhi)前,Solitudo Hermae Trismegisti (荒(huang)蕪的(de)Hermes Trismegistus)被認(ren)為(wei)是水(shui)星的(de)一(yi)大特色,覆蓋了行星1/4的(de)東南象限。

墨丘(qiu)利,是在古(gu)斯(si)塔夫(fu)·霍爾斯(si)特的音樂(le),行星組曲中運動的四棱使者。

美國航天局16日宣布(bu),“信使(shi)”號水(shui)星探測器燃料即將耗(hao)盡,可能將于(yu)30日以撞擊(ji)水(shui)星的(de)方式結束使(shi)命。

“信使(shi)”號(hao)于2004年8月升空(kong),經過約(yue)6年半的飛(fei)行于2011年3月進入繞(rao)水(shui)星運行軌道。美國(guo)航天局副(fu)局長(chang)約(yue)翰(han)·格倫(lun)斯菲爾德對“信使(shi)”號(hao)給(gei)予(yu)高度評價,認為(wei)該任務(wu)第一次(ci)讓(rang)人們真正認識(shi)了(le)水(shui)星。他說,盡管“信使(shi)”號(hao)的旅程即將結(jie)束,但分析其所獲(huo)數(shu)據的旅程才(cai)剛(gang)剛(gang)開(kai)始(shi),這些數(shu)據將幫助解開(kai)水(shui)星的各(ge)種謎團。

據(ju)美(mei)國航天局介紹(shao),本月24日,地(di)面人員(yuan)還(huan)將對“信(xin)使(shi)”號(hao)實施最后(hou)一(yi)(yi)次軌道(dao)調整,這一(yi)(yi)操作將基本耗盡“信(xin)使(shi)”號(hao)推進系(xi)統最后(hou)所剩的氦氣。此后(hou)“信(xin)使(shi)”號(hao)將飛(fei)向水星表(biao)面,預計將在(zai)4月30日以(yi)每秒(miao)3.91公里的速度撞(zhuang)擊水星背(bei)對地(di)球的一(yi)(yi)面。

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