水星天文知識大全（天文小知識揭秘）

2023-04-20 01:58:27

水星

圖解：信使號太空飛行器的圖像顯示了人類從未見過的水星部分。

水星是太陽系中最小的行星（冥王星，曾經是最小的行星，現在被命名為矮行星），而且有著八大行星中最大的軌道偏心率。水星也是離太陽最近的行星，與太陽的距離為4600萬公裡（近日點）至7000萬公裡（遠日點）。

儘管它與太陽有著這般近的距離和位置，但水星地表溫度卻十分神奇；夜間最低100開氏度(K)，白天最高70開氏度(K)（僅次於金星）。雖說由於水星靠近太陽，但與金星相比可能更難被觀測到，它只是偶爾會在黎明和夜空中出現，這對於許多觀星者來說是一個十分神奇的景象。

地表

圖解：水星的地質表面。

在外觀方面，水星的表面看起來與地球的月亮非常相似。整個表面散布著許多大型隕石坑，周圍都是類海平原。這表明這顆星球已經歷了數十億年的地質休眠。這些隕石坑是大約46億年前由許多小行星和彗星撞擊水星地表所造成的。

由於缺乏大氣層，當撞擊發生時，沒有什麼可以減緩小行星或彗星的速度，因撞擊十分猛烈。水星的地表的特徵地貌命名有許多來源-取自已故藝術家、畫家、音樂家以及作家的姓名。不過值得注意的是，許多關於水星地表的許多信息是基於1975年水手號太空器執行的探測任務，因此它也成為四大類地行星中最不為人知的一顆。

地質結構

圖解：水星的地質結構與地球相比。

水星是太陽系中四個類地行星（另外三顆是金星、地球和火星）之一。它是最小的行星（行星赤道半徑為2,439.7公裡）; 實際上，它甚至比太陽系中兩顆最大的衛星泰坦和伽倪墨得斯還要小。水星由大約70%的金屬和30%的矽酸鹽物質組成。

圖解：類地行星的大小比較 (由左至右)：水星、金星、地球、和火星

據說，水星的核心含有豐富的鐵，因為它有較高的密度（科學家估計，在太陽系中的所有行星中，水星的密度最高），即5.427g/cm³（僅次於地球）。至於其內部結構，地質學家一般認為，水星的核心佔行星體積的42％左右，半徑約為1,800公裡。地幔由矽酸鹽材料組成，圍繞核心，厚度約為500至700公裡。最後，地殼估計厚約100至300公裡。地表分布著有許多綿延數百公裡的狹窄山脊，是在水星的核心和地幔隨著地殼的凝固而冷卻和收縮時形成的。

關於水星形成的理論

圖解：描繪水星形成的藝術作品。

關於水星表面和地質結構如何形成的有幾種理論。一種理論認為撞擊導致水星的體積和質量減小。科學家普遍認為水星現有體積比其原始的體積要小，它的大部分地殼和地幔因水星1/6原始質量大小的小行星所引起的撞擊而剝離。這一理論被稱為巨型撞擊假說，科學家們也認為這是月球形成的原因。

另一個理論提出，在太陽系形成過程中，水星的體積是現在的兩倍。那時候，太陽也正在形成，太陽星雲向宇宙中的猛烈地爆發出能量，直到它最終穩定。當原太陽慢慢形成我們今天所知的太陽時，溫度使大部分水星表面破裂並蒸發，最終只剩下水星原始大小的一半。另一種理論推測，太陽星雲拖走了形成行星的粒子，從而導致了較輕粒子的丟失。

外大氣層（大氣和地質條件）

圖解：水星的大氣和地質條件。

如前所述，水星的表面溫度十分極端（夜間100開氏度，白天700開氏度）; 這是由於缺乏大氣層包裹，無法減弱太陽所造成的影響（其大氣層可能因為受到來自太陽酷熱的高溫，已經蒸發）。在白天，根據於水星在其軌道上的位置不同，地表溫度平均在550開氏度（近日點）至700開氏度（遠日點）之間。

圖解：國家航空航天局確認，在水星北極的永久陰暗坑洞內，發現隱藏著大量凍冰。

到了晚上，地表溫度平均為110開氏度; 這是由於水星缺少活躍的核心，它不能有效保持大氣層從而造成熱量的喪失。據此，地質學家普遍認為水星上是有冰的。事實上，根據最近對水星表面的觀測表明，水星表面有幾片白色斑塊，這暗示了水星上有冰凍的水的存在。除了水星核心的不活躍之外，行星的大小也與其保持適量大氣層的能力有關。水星體積與質量都很小，無法產生足以容納大氣的重力。因此，其表面是劇烈和不穩定的——在水星表面的不同粒子的原子總是不斷外逸但也不停補充。

水星的自轉與公轉

圖解：水星的自轉與公轉軌道.

到目前為止，水星有著太陽系中八個行星中最大的軌道偏心率; 上文所提到的，在它的遠日點，水星距離太陽有7000萬公裡; 在它的近日點，則是接近4600萬公裡。繞日公轉一周需要87.969個地球日（意味著水星上的一年只需要大約88天）。然而有趣的是，儘管水星的體積很小，但它的自轉卻非常緩慢（可能與它擁有不活躍的核心有關）：水星完成自轉一周（在水星上度過一天）需要超過58天，即58.7個地球日。