水星(Mercury)

長有雙翼的信差

   星是最接近太陽(Sun)的第八大行星。水星的直徑比 加尼美得(Ganymede)泰坦(Titan)都還要小,但質量卻較兩者大。

        軌道:    距離太陽 57,910,000 km (0.38 天文單位 AU直徑:    4,880 km
        質量:    3.30e23 kg
   羅馬神話中, 馬克里(Mercury) 是掌管商業、旅行與偷竊之神,和希臘神話中的 賀密士(Hermes)相當,是眾神的信使。因為水星在天空移動的速度非常快,所以這名字能夠廣泛地被人們所接受。

   少早在蘇美人(Sunerians)時期(西元前三世紀), 水星就已廣為人知。水星在希臘神話中有兩 個名字:分別是阿波羅(Apollo),代表身為晨星的幻影;以及賀密士(Hermes),代表著黃昏之星。 但是無論如何,希臘的天文學家都知道這兩個名字其實是代表相同的天體。赫拉克萊塔斯(Heraclitus) 甚至當時就認為水星和金星是繞著太陽轉,而不是地球。

   今仍只有水手10號(Mariner 10) 太空船曾造訪過水星,於1974年及1975年飛至水星三次。 目前只有45%的水星表面被繪製出地圖(而且不幸的是,由於水星太接近太陽,以致哈伯太空望遠鏡(HST) 無法安全地拍攝水星的影像。)

   於水星軌道離心率(eccentric)非常地大,因此在 近日點(perihelion)時,只有距離太陽4600萬公里,而在 遠日點(aphelion)時,則有7000萬公里。 水星在繞行太陽的軌道時,其近日點依歲差前進的速度非常地緩慢。19世紀的 天文學家非常小心地觀察水星的軌道參數,但是一直都無法利用 牛頓力學(Newtonian)來充分解釋。 由於觀測值與預測值有極些微的不同,這只是個小問題卻困擾了他們好幾十年。天文學家甚至猜測 還有其他的行星(有時候被叫做法爾坎 Vulcan)軌道存在於水 星附近,以用來解釋此不一致的現象。反倒是真正的答案卻更具戲劇性:那就是 愛因斯坦(Einstein)廣義相對論(General Theory of Relativity) !由於這個理論正確地預測了水星的運動,因此大家接受這個理論的早期,這是一項重要的事實。

   到1962年,天文學家都還認為水星的"一天"與"一年"的時間長度相同,這是因為水星總 是以同一面面對著太陽,就如同月球總是以同一面面對著地球。但在1965年時由都卜勒雷達的觀 測證明了這個說法是錯的。目前所知水星在兩個"水星年"的期間自轉三週。據我們所知,水星是 太陽系中惟一一顆公轉、自轉共振(resonance)比不是1:1的天體。

   際上,水星高離心率的公轉軌道,對於身在水星表面的觀察者來說,會看到非常奇特的現象。 在某些經度線上的位置,觀察者會先看到太陽升起,然後太陽看起來會慢慢變大,並緩緩地移動至 天頂。在到達某一定點時,太陽會停住,然後短暫地往相反的方向行進之後再停住,並重新回頭往地平 線的方向移動,於是太陽看起來開始愈來愈小。一般來說,夜空中的星星會以三倍的速度快速穿越天空。 觀察者在水星的其他地方也會看到不同但是奇特的運行軌跡。

   太陽系中,水星表面的溫度變化非常極端,溫度範圍從90k到700k。 金星(Venus)的溫度雖比水星還要高一點,但是溫度的變化卻要穩定得多。

   星在許多地方是跟月球(Moon)很相似的: 他的表面非常古老並曾經歷經過猛烈地爆發; 而且水星沒有板塊構造運動(plate tectonics)的發生。除此之外,水星的密度比月球還要大得多 (5.43 vs 3.34 gm/cm3)。水星的密度是太陽系中第二大的,僅次於 地球(Earth)而已。實際上,地球的密度有一部份 應是受到重力的壓縮,如果不是這個原因,水星的密度應比地球大。這表示水星緻密的鐵核心相對 於地球的核心來說,還要大得多,這可能就是水星最主要的組成成分了,因此水星相對地來說,只有 薄薄一層的矽酸岩類(silicate)地函及地殼。

   星的內部主要是一顆半徑達1800至1900公里巨大鐵核。至於矽酸鹽的外殼(與地球的地函及 地殼相似)只有500至600公里厚,而且至少還有些許的地核可能是呈現熔融狀態的。

   星表面具有一層薄薄的大氣,但是 太陽風(solar wind)會將大氣中的原子吹離水星表面,再 加上因為水星實在太熱了,所以那些原子很快地就散逸至太空中。因此,相較於地球及金星穩定的 大氣層,水星的大氣是持續不斷在補充的。

   水星的表面有大量的懸崖峭壁存在,綿延長達數公里之遙,高度更可達到三公里左右。有些 峭壁還切穿了火山口環以及其他特徵,顯示了這些峭壁可能是因為收縮而形成的。推斷水星的面 積因此少了約0.1%(或是說水星的半徑約少了1公里)。

   路里盆地 Caloris Basin(見右圖)是水星表面中最大的特徵之一,它的直徑約有1300公里。 我們認為它與月球最大的盆地(寧靜海 maria basins)很相似。和月球上的盆地一樣,它們可能 都是在太陽系形成早期, 因受到猛烈撞擊所形成的。這些撞擊可能同時也是水星另一邊奇特地形的 成因(左圖)。

   了曾經劇烈噴發過的火山地形之外,水星也有一些地區是相對較平坦的曠野。這些地形有些可 能是遠古時候火山活動後所造成的;但有些也有可能是撞擊坑噴出物質堆積下來的結果。

    分析水手10號資料的結果,提供了關於近來水星上火山噴發的一些初步數據,但是我們還需要更多的資料來加以確認。

   人驚訝的是,水星北極的雷達觀測結果(水手10號並無繪製此地), 顯示了有水所形成的冰,存在於火山口陰暗處的證據。

   星有很小的磁場,磁場強度大約只有地球的1%。

   星並未發現有衛星的存在。

   常使用雙筒望遠鏡或是肉眼便可 看到水星,但因水星總是非常靠近太陽,所以只能在黃昏才能勉強地看到水星。 有好幾個網站 有顯示水星(以及其它行星)目前在天空中的位置,一些天文儀的程式(像是Starry Night) 則可以描繪出更詳盡地資料及星圖,大家可以多加利用。

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Bill Arnett; last updated: 2000 Dec 16