水星

水星(英语:Mercury,拉丁语:Mercurius),中国称为辰星,是太阳系八大行星最内侧的一颗。它也是最小的,并且有着八大行星中最大的轨道偏心率。它的轨道每87.968地球日绕行太阳一周而每公转2.01圈时也自转了3圈。水星有着太阳系行星中最小的轨道倾角。水星轨道的近日点每世纪比牛顿力学的预测多出43角秒的进动,这种现象直到20世纪才从爱因斯坦的广义相对论得到解释。水星,是一颗内侧行星,只会出现在凌晨成为晨星,或是黄昏出现作为昏星,但是它比另一颗内侧行星——金星,更难以见到。从地球看水星的亮度有很大的变化视星等从-2.3至5.7等,但是它与太阳的分离角度最大只有28.3度。当它最亮时,在技术上应该很容易就能从地球上看见,但因为在天空中太靠近太阳,实际上并不容易找到。因此,除非有日蚀,否则在阳光的照耀下通常是看不见水星的。

编辑摘要
百科帮你涨姿势

英文名Mercury来自罗马神墨丘利 中国古代称“辰星”或“昏星”

唯一靠近过此行星的卫星是美国探测器水手10号 只拍下约45%表面

环形山都以文学艺术家命名 其中15个以中国历史人物命名 如李白等

科学 +
水星

水星一直都是太阳系八大行星里面比较灰暗的一颗,它的亮度甚至还不如地球的卫星月亮。[详细]

中文名: 水星 英文名: Mercury
自转周期: 58.646 天 公转周期: 87.969天
体 积: 6.083×10^10立方千米 质 量: 3.3022×10^23kg
表面积: 7.48×10^7平方千米

目录

水星 - 星体特性

轨道参数

名称
数量
单位
数量 单位
轨道半长径
0.38709893
天文单位
57,909,100 千米
近日点距离
0.307499
天文单位
46,001,200 千米
远日点距离
0.466697
天文单位
69,816,900 千米
升交点 黄经
48.331°
角度 0.843535080781 弧度
近日点 黄经
77.455°
角度 1.351844772132 弧度
轨道 偏心率
0.20563069
倾角
7.00487°(对黄道)
角度 0.122258045174 弧度
公转周期
87.9691
2111.2584 小时
自转周期
58.6462
1407.5088 小时
平均轨道速度
47.89
千米/秒
47890 米/秒

物理参数

名称
数量
单位
质量
3.302×10^23
千克
平均半径
2440 ±1
千米
平均密度
5.427
克/厘米^3
表面 重力
3.701
米/秒^2
逃逸速度
4.435
千米/秒
卫星 数
平均地表温度
452.15
K
最高地表温度
700.15
K
大气压
2×101
百帕
最低地表温度
100.15 K

内部构造

太阳系八大行星及冥王星太阳系八大行星及冥王星

水星是太阳系内与地球相似的4颗类地行星之一,有着与地球一样的岩石个体。它是太阳系中最小的行星在赤道的半径是2,439.7公里。水星甚至比一些巨大的天然卫星,像是甘尼米德和泰坦,还要小 ——虽然质量较大。水星由大约70%的金属和30%的硅酸盐材料组成,水星的密度是5.427克/cm³,在太阳系中是第二高的,仅次于地球的5.515克/cm³。如果不考虑重力压缩对物质密度的影响,水星物质的密度将

是最高的未经重力压缩的——水星物质密度是5.3克/cm³,相较之下的地球物质只有4.4克/cm³。

从水星的密度可以推测其内部结构的详细资料。地球的高密度,特别是核心的高密度是由重力压缩所导致的。水星是如此的小,因此它的内部不会被强力的挤压。所以它要有如此高的密度,它的核心必然很大且含有许多的铁。

地形地貌

水星水星

水星表面平均温度约452K,变化范围从90-700K,是温差最大的行星。白天太阳光直射处温度高达427℃,夜晚太阳照不到时,温度降低到-173℃。可以比较一下地球,地球上

的度温变化只有11K(这里只是太阳辐射能量,不考虑“季节”,“天气”)。 水星的表面的日照比地球强8.9 倍,总共辐照度有9126.6W/㎡。令人惊讶地,在1992年所进行的雷达观察显示,水星的北极有冰。一般相信这些冰存在于阳光永无法照射到的环形山底部,由于彗星的撞击或行星内部的气体冒出表面而积累的。由于没有大气调节,这些地方的温度一直维持在华氏零下280度(约合-173℃)左右。

卡路里盆地卡路里盆地

水星的表面表现出巨大的急斜面,有些达到几百千米长,三千米高。有些横处于环形山的外环处,而另一些急斜面的面貌表明他们是受压缩而形成的。据估计,水星表面收缩

了大约0.1%(或在星球半径上递减了大约1千米)!

水星表面受到无数次的陨石撞击,到处坑洼。当水星受到巨大的撞击后,就会有盆地形成,周围则由山脉围绕。在盆地之外是撞击喷出的物质,以及平坦的熔岩洪流平原。此外,水星在几十亿年的演变过程中,表面还形成许多褶皱、山脊和裂缝,彼此相互交错。

水星水星

水星的环形山很类似月球。水星表面最显着的的特征(只包括已经被拍摄过的部分)之一是一个直径达到1360km的冲击性环形山:卡路里(Caloris)盆地,是水星上温度最高的地区。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同时造成了星球另一面正对盆地处奇特的地形。水星地形被标记为多起伏的,原因是几十亿年前水星的核心冷却收缩引起的外壳起皱。大多数的水星表面包括二个不同的年龄层;比较年轻的比较平,或许是因为溶岩浸入了较早地形的结果。除此之外,水星有“显着性”的“周期性膨胀”。

在地面上观测水星,几乎看不到它的细节。1973年11月3日,美国发射了水手10号宇宙飞船,对水星进行飞近探测。它是人类第一个“访问”水星的宇宙飞船。在它与水星三次相会的过程中,向地面发回了5000多张照片,为我们了解水星提供了珍贵的信息。在最后一次,它距水星表面仅372千米,拍摄了非常清晰的水星电视图像。

水星表面大大小小的环形山星罗棋布,既有高山,也有平原,还有令人胆寒的悬崖峭壁。据统计,水星上的环形山有上千个,这些环形山比月亮上的环形山的坡度平缓些。

地质构造

水星水星

水星是太阳系中密度第二高的行星,仅次于地球。据此,科学家们估计水星内部必定存在一个超大的内核,其内核质量甚至可以占到其总质量的2/3,而相比之下,地球的内核区质量只占地球总质量的1/3。美国华盛顿卡内基研究院地磁学系主任,美国信使号水星探测器项目首席科学家西恩·所罗门(Sean Solomon)教授表示:科学界的观点是认为在太阳系早期的狂暴撞击时代,水星曾遭遇严重撞击,导致其失去了密度较低的一部分外壳,

因此留下了密度相对较大的部分。而此次信使号探测器的任务中有一项便是通过对水星进行全地表化学成分分析来检验这个理论。

水星含铁的百分率超过任何其他已知的星系行星。这里有数个的理论被提出来说明水星的高金属性。

水星图解水星图解

一个理论说本来水星有一个和普通球粒状陨石相似的金属—硅酸盐比率。那时它的质量是我们观测到质量的大约2.25倍,但在早期太阳系的历史中的某个时间,一个星子/微星体撞掉了水星的1/6。影响是水星的地壳 和地幔失去了。类似的另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的,参见巨物影响理论。另一种说,水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段,在太阳爆发出它的能量之前已经稳定。在这个理论中水星那时大约质量是我们观测到的两倍;但因为原恒星收缩,水星的温度到达了大约2500-3500K之间;甚至高达10000K。许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发,形成"岩石蒸汽",随后,"岩石蒸汽" 被星际风暴带走第三个理论,类似第二个

,认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了的,

水星外貌如月,内部却很像地球,也分为壳、幔、核三层。水星的半径为2439公里,是地球半径的38.2%,18个水星合并起来才抵得上一个地球的大小。质量为3.33×10^26克,为地球质量的5.58%,平均密度为 5.433克/cm^3 ,略低于地球的平均密度。在八大行星中,除地球外,水星的密度最大由此天文学家推测水星的外壳是由硅酸盐构成的,其中心有个比月球大得多的铁质内核。这个核球的主要成分是铁、镍和硅酸盐根据这样的结构,水星应含铁两万亿亿吨,按世界钢的年产量(约8亿吨)计算,可以开采2400亿年。

地壳厚度100–300km

结皮厚度600km

核心半径约1800km

这个行星有一个相对大的(即使是与地球相比)的铁质核;水星由大约70% 的金属和30% 的硅酸盐组成,以致密度较高。平均密度是5430kg/m³;略微地小于地球密度,却比金星大。地球高密度产生的原因是地球的质量压缩了地球的体积。水星的质量只有地球的5.5%——铁核占据了 42% 的行星容积(地核只占17% )核的周围是600km 厚的行星幔。水星的总重量约为30 000兆公吨。

平原

水星有两种地质显着不同的平原。在坑穴之间,起伏平缓、多丘陵的平原,是水星表面可见最古老的地区,早于猛烈的火山口地形。这些埋藏着陨石坑的平原似乎已湮灭许多较早的陨石坑,并且缺乏直径在30公里以下,以及更小的陨石坑。还不清楚它们是起源于火山还是撞击,这些埋藏着陨石坑的平原大致是均匀的分布在整个行星的表面。

平坦的平原是广泛的平坦区域,布满了各种大大小小的凹陷,和月球的海非常的相似。值得注意的是,它们广泛的环绕在卡洛里盆地的周围。不同于月海,水星平坦的平原和埋藏着陨石坑的古老平原有着相同的反照率。尽管缺乏明确的火山特征,在地化的平台和圆角、分裂的形状都强烈的支持这些平原起源于火山。值得注意的是所有水星平坦平原的形成都比卡洛里盆地晚,比较在卡洛里喷发复盖物上可察觉的小陨石坑密度可见一斑卡洛里盆地的地板填满了独特的平原地质,破碎的山脊和粗略的多边形碎裂。不清楚是撞击诱导火山熔岩,还是撞击造成大片的融化。

行星表面一个不寻常的特征是众多的压缩皱褶或峭壁,在平原表面交错着。随着行星内部的冷却,它可能会略为收缩,并且表面开始变型,造成了这些特征。凹陷也在其它地形,像是坑穴和平滑的平原,顶部看见,显示这些皱褶是在如今才形成的。水星的表面也会被太阳扭曲 - 太阳对水星的潮汐力比月球对地球的强17倍

星体磁场

在太阳系的八大行星中,火星、水星、地球、木星、土星都有磁场,但只有水星是太阳系类地行星中除了地球之外唯一拥有显着磁场的行星(不过尽管如此,它的磁场强度也仅有地球的1%不到)。对于一颗行星来说,磁场的有无绝非小事,就拿地球磁场来说,它构成了地球上生命的保护伞,帮助抵挡有害的太阳射线和其它宇宙射线,从而造就了生命的乐园。所罗门博士将地球磁场称作“我们的辐射保护伞”,如果没有地球磁场,地球上的生命将很难出现和演化。

研究人员相信水星的磁场产生机制和地球的相同,那就是其外核部位导电熔浆的流动形成的“电机”模式。此次信使号探测器将精确测量水星磁场的分布,从而帮助科学家们检验这一理论是否正确。

1973年11月,第一个也是到目前为止唯一的水星探测器发射成功,它的既定考察任务中,有一项就是探测水星究竟有没有磁场。它就是美国的“水手10号”探测器。探测器曾经3次从水星上空飞过,那是在1974年的3月29日和9月21日,以及1975年3月16日。

“水手10号”第一次飞越水星时,距水星只有720多公里。探测器上的照相机在拍摄布满环形山的水星地貌的同时磁强计意外地探测到水星似乎存在一个很弱的磁场,而且可能是跟地球磁场那样有着两个磁极的偶极磁场。水星表面环形山和磁场的发现使科学家很感兴趣,因为这些都是前所未知的。但是,磁场的存在必须得到进一步的证实这就要等待到“水手10号”与水星的另一次接近。

水星水星

由于水手10号仅拍摄到水星表面的37%,所以人类对水星的了解还很少。“水手10号”探测器的飞行轨道是这样安排的:在到达水星区域时,它每176天绕太阳转一圈。我们知道,水星每88天绕太阳一周,也就是说,水星每绕太阳两圈,“水手10号”来到水星附近一次,飞越水星并进行探测。

“水手10号”第二次飞越水星时,距表面最近时在48000公里左右,对水星磁场没有发现什么新的情况。为了取得包括磁场在内的更加精确的观测资料,科学家们对探测器的轨道作了校准,使它第三次飞越水星时,离表面只有327公里,而且更接近水星北极。观测结果是十分令人鼓舞的:水星确实有一个偶极磁场。从最初发现到完全证实刚好是一年时间。

水星的偶极磁场与地球的很相像,极性也相同,即水星磁场的南极在水星的北半球,其北极在南半球。

水星表面有100多个具有放射条纹的坑穴还有大量断崖,有的长达数百千米。水星的密度与地球接近,并有一全球性的磁场水星磁场的发现,表示水星内部可能是一个高温液态的金属核这个既重又大的铁镍内核直径超过水星直径的1/3,有整个月球那么大水星磁场强度只有地球的1%,磁力线的分布图形简直就是地球磁场按比例的缩影。

大气层

水星上有极稀薄的大气,大气压小于2×10百帕大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素。由于大气非常稀薄,水星的表面白天和夜晚的温度相差很大,实际上水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高。出于这些原因,水星应被视为是没有大气的。

水星的大气非常少,主要成份为氦(42%)、汽化钠(42%)和氧(15%),而且在白天气温非常高,平均地表温度为179℃,最高为427℃,最低为零下173℃,因此水星上看来不可能存在水;但1991年科学家在水星的北极发现了一个不同寻常的亮点,造成这个亮点的可能是在地表或地下的冰。水星上真的有可能存在冰吗?由于水星的轨道比较特殊,在它的北极,太阳始终只在地平线上徘徊。在一些陨石坑内部,可能由于永远见不到阳光而使温度降至零下161℃以下。这样低的温度就有可能凝固从行星内部释放出来的气体,或积存从太空来的冰。

在太阳的强烈辐射轰击下,水星大气被向后压缩延伸开去,在背阳处形成一个“尾巴”,就像一颗巨大的彗星。然而更诡异的一点是,水星事实上还在不断的损失其大气气体成分。组成水星大气的原子不断的被遗失到太空之中,由于钾或钠原子在一个水星日(一个水星日——在其近日点一日时间的一半)上大约有3小时的平均 “寿命”。

因此,正如所罗门博士指出的那样“你需要不断的进行补充方能维持大气层的存在。”科学家们认为水星的补充方式是捕获太阳辐射的粒子,以及被微型陨石撞击后溅起的尘埃颗粒。散失的大气不断地被一些机制所替换,如被行星引力场俘获的火山蒸汽以及两极的冰冠的除气作用。

行星之最

在太阳系的八大行星中,水星获得了几个"最" 的记录:

离太阳距离最近

水星和太阳的平均距离为5790万公里,约为日地距离的0.387倍,比其它太阳系的行星近,到目前为止还没有发现过比水星更近太阳的行星。

轨道速度最快

因为距离最近,所以受到太阳的引力也最大,因此在它的轨道上比任何行星都跑得快,轨道速度为每秒48公里,比地球的轨道速度快18公里。这样快的速度,只用15分钟就能环绕地球一周。

表面温差最大

因为没有大气的调节,距离太阳又非常近,所以在太阳的烘烤下,向阳面的温度最高时可达430℃,但背阳面的夜间温度可降到零下160℃,昼夜温差近600℃,夺得行星表面温差最大的冠军,这真是一个处于火和冰之间的世界。

卫星最少

太阳系中发现了越来越多的卫星,总数超过60个,但水星和金星是根本没有卫星的行星。

时间最快

水星年

地球每一年绕太阳公转一圈, 而"水星年"是太阳系中最短的年,它绕太阳公转一周只用88天,还不到地球上的3个月。这都是因为水星围绕太阳高速飞奔的缘故,难怪代表水星的标记和符号是根据希腊神话,把它比作脚穿飞鞋手持魔杖的使者。

水星日

在太阳系的行星中,“水星年”时间最短,但水星"日"却比别的行星更长,水星公转一周是88天(以地球日为单位)而水星自转一周是58.646天(地球日),地球每自转一周就是一昼夜,而水星自转三周才是一昼夜。水星上一昼夜的时间,相当于地球上的176天。与此同时,水星也正好公转了两周。因此人们说水星上的一天等于两年,地球人到了水星上多么不习惯。

水星 - 星体运动

近日点近日点

水星离太阳的平均距离为5790万公里,绕太阳公转轨道的偏心率为0.20

6,故其轨道很扁。太阳系天体中,除冥王星外,要算水星的轨道最扁了。水星在轨道上的平均运动速度为48公里/秒,是太阳系中运动速度最快的行星,它绕太阳运行一周只需要88天,除公转之外,水星本身也有自转。过去认为水星的自转周期应当与公转周期相等,都是88天。1965年,美国天文学家戈登、佩蒂吉尔和罗·戴斯用安装在波多黎各阿雷西博天文台的、当今世界上最大的射电望远镜测定了水星的自转周期,结果并不是88天,而是58.646天,正好是水星公转周期的2/3。水星轨道有每世纪快43″的反常进动。

由于水星在近日点时总以同一经度朝着太阳,在远日点时以相差90°的经度朝着太阳,所以水星随着经度不同而出现季节变化。

公转

水星公转示意图水星公转示意图

水星的运行轨道是偏心的,半径从4600万-7000万公里变化。围绕太阳的缓

慢岁差不能完全地被牛顿经典力学所解释,以致于在一段时间内很多人用设想的另外一个更靠近太阳的行星(有时被称为火神星)来解释这个混乱。这称为“水星近日点进动”。无论如何,爱因斯坦的广义相对论后来提供了一种可以消除这个小误差的解释。

自转

1889年意大利天文学家夏帕里利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。直到1965年,美国天文学家才测量出了水星自转的精确周期58.646天。

水星自转示意图水星自转示意图

在一些时候,在水星的表面上的一些地方,在同一个水星日里,当一个

观测者(在太阳升起时)时观测,可以看见太阳先上升,然后倒退最后落下,然后再一次的上升。这是因为大约四天的近日点周期,水星轨道速度完全地等于它的自转速度,以致于太阳的视运动停止,在近日点时,水星的轨道速度超过自转速度;因此,太阳看起来会逆行性运动,在近日点后的四天,太阳恢复正常的视运动。

1965年使用雷达观测后,观察数据否决了水星对太阳是潮汐固定的的想法:自转使得所有时间里水星保持相同的一面对着太阳。水星轨速振谐为3:2,这就是说自转三次的时间是围绕太阳公转两次的时间;水星的轨道离心使这个谐振持稳。最初天文学家认为它有被固定的潮汐是因为水星处于最好的观测位置,它总是在3:2谐振中的相同时刻,展现出相同的一面,就如同它完全地被固定住一样。水星的自转比地球缓慢59倍。

因为水星的3:2 的轨速比率,一个恒星日(自转的周期)大约是58.7个地球日,一个太阳日(太阳穿越两次子午线之间的时间)大约是176个地球日。

轨道变动

水星拥有太阳系8大行星中偏心率最大的轨道,通俗的说,就是它的轨道的椭圆是最“扁”的。而最新的计算机模拟显示,在未来数十亿年间,水星的这一轨道还将变得更扁,使其有1%的机会和太阳或者金星发生撞击。更让人担忧的是,和外侧的巨行星引力场一起,水星这样混乱的轨道运动将有可能打乱内太阳系其他行星的运行轨道,甚至导致水星,金星或火星的轨道发生变动,并最终和地球发生相撞。

凌日现象

水星凌日过程示意图水星凌日过程示意图

水星凌日

当水星走到太阳和地球之间时,我们在太阳圆面上会看到一个小黑点穿过,这种现象称为水星凌日。其道理和日食类似,不同的是水星比月亮离地球远,视直径仅为太阳的190万分之一。水星挡住太阳的面积太小了,不足以使太阳亮度减弱,所以,用肉眼是看不到水星凌日的,只能通过望远镜进行投影观测。水星凌日每100年平均发生13次。在20世纪末有一次凌日是在1999年11月16日5时42分。

水星凌日,它发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上,而是有一个7度的倾角。因此,只有水星和地球两者的轨道处于同一个平面上,而日水地三者又恰好排成一条直线时,才会发生水星凌日。地球每年5月8日前后经过水星轨道的降交点,每年11月10日前后又经过水星轨道的升交点。所以,水星凌日只能发生在这两个日期的前后。

在人类历史上,第一次预告水星凌日是"行星运动三大定律"的发现者,德国天文学家开普勒(1571至1630年)。他在1629年预言:1631年11月7 日将发生稀奇天象--水星凌日。当日,法国天文学家加桑迪在巴黎亲眼目睹到有个小黑点(水星)在日面上由东向西徐徐移动。从1631年至2003年,共出现50次水星凌日,其中,发生在11月的有35次,发生在5月的仅有15次。每100年,平均发生水星凌日13.4次。

水星 - 观测历史

古代观星

中国

古代称水星为“辰星”或“昏星”。

晋书:天文中(七曜 杂星气 史传事验)

辰星曰北方冬水,智也,听也。智亏听失,逆冬令,伤水气,罚见辰星。辰星见,则主刑,主廷尉,主燕赵又为燕、赵、代以北;宰相之象。亦为杀伐之气,战斗之象。又曰,军于野,辰星为偏将之象,无军为刑事和阴阳应效不效,其时不和。出失其时,寒署失其节,邦当大饥。当出不出,是谓击卒,兵大起。在于房心间地动亦曰辰星出入躁疾,常主夷狄。又曰,蛮夷之星也,亦主刑法之得失。色黄而小,地大动。光明与月相逮,其国大水。

最早观测记录

水星最早被闪族人在(公元前三千年)发现,他们叫它Ubu-idim-gud-ud。最早的详细记录观察数据的是巴比伦人他们叫它 gu-ad 或 gu-utu。希腊人给它起了两个古老的名字,当它出现在早晨时叫阿波罗,当它出现在傍晚叫赫耳墨斯,但是希腊天文学家知道这两个名字表示的是同一个东西。希腊哲学家赫拉克利特甚至认为水星和金星(维纳斯星)是绕太阳公转的而不是地球。

地面观测

水星的观测因为它过于接近太阳而变的非常复杂,在地球可以观测它的唯一时间是在日出或日落时。

水星水星

水星最亮的时候,目视星等达-1.9等。由于水星和太阳之间的视角距离不大,使得水星经常因距离太阳太近,淹没在耀眼的阳光之中而不得见。即使在最宜于观察的条件下,也只有在日

落西山之后,在西天低处的夕阳余晖中,或是在日出之前,在东方地平线才能看到它。

地面观测时间

观察水星的最佳时候是在日出之前约50分钟,或日落后50分钟。当我们朝最靠近太阳的行星——水星看的时候,我们也就是朝太阳的方向看。需要牢记的是不要直接看太阳。

若用望远镜看水星,则可以选择水星在其轨道上处于太阳一侧或另一侧离太阳最远(大距)时并在日出前或日落后搜寻到它。天文历书会告诉你,这个所谓的“大距”究竟是在太阳的西边(右边)还是东边(左边)。若是在西边,则可以在清晨观测;若是在东边,则可以在黄昏观测。知道了日期,又知道了在太阳的哪一侧搜寻,还应该尽可能挑一个地平线没有东西阻隔的地点。搜寻水星要在离太阳升起或落下处大约一柞宽的位置。你将会看到一个小小的发出淡红色光的星星。

在其被太阳光淹没之前,你大概可以观测它2个星期。6个星期之后,它又会在相对的距角处重新出现。

哥白尼与水星观测

说起五大行星的水星,自古以来用肉眼观测是最难的。据传说,大天文学家哥白尼临终前曾叹他一生没有见过水星。

其实水星用肉眼观测并不是想象中那么难。要想观测水星,选择其大距时固然重要,而对于南北纬30,甚至20度以上的观测者,水星相对于太阳的赤纬极为重要!

哥白尼为什么没见过水星,最重要的客观原因有两个:第一,近前后5000年,北半球相对于南半球,不适合观测水星,因为每当水星大距处于其远日点时,北半球观测者会发现水星的赤纬总是低于太阳赤纬,即使水星离太阳距角接近最大的28度,但水星几乎还是和太阳同升同落.反之水星到了近日点时,北半球观测者看到的水星却比太阳赤纬高。但近日点毕竟才18度的距角,所以水星还是难以观测.这种情况需要再过几千年水星近日点进动90度后才能改观。第二,地理纬度越高,内行星越难见。纬度高的地区,太阳的晨昏朦影时间很长,即日出前或者日落后很久,天空依然明亮,所以不利于观测水星,即使北半球来说水星每逢高于太阳赤纬的大距,亮度至少比织女星亮,但明亮的天空背景还是使水星不易观测。

在北半球如中国,想要观测水星,只要选对日期,天气良好的情况下还是很容易做到的.一年中观测水星的最佳月份是3,4月,和9,10月,即春秋分前后。春秋分时黄道赤纬微分值最大,(黄道赤纬变化最大),太阳和水星在黄道上相同距角时,距离的赤纬也比其他黄道区域大.当水星赤纬大于太阳赤纬较多时,偏北的水星可以在太阳在地平线下很久而被观测到。经验是:春分时节在西方的双鱼,白羊座找,秋分时节在狮子,处女座找水星.水星相当的明亮,在淡蓝色的黎明和黄昏低空中发出不闪烁的黄色光芒。

通常通过双筒望远镜甚至直接用肉眼便可观察到水星,但它总是十分靠近太阳,在曙暮光中难以看到。Mike Harvey的行星寻找图表指出此时水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光灿烂”这个天象程序作更多更细致的定制。(注:下一次最近的水星凌日在2016年)

水星 - 延伸阅读

欧洲日本

贝皮可伦坡号(BepiColombo)

欧洲空间局计划和日本合作,以两艘太空船环绕水星:一艘描绘水星地图,另一艘研究它的磁气层,称为贝皮可伦坡号的探测计划。计划在2015年发射太空船,预期将于2019年抵达水星。载具将是放一个磁强计进入环绕水星的椭圆轨道,然后化学火箭将点燃,将绘制地图的探测器进入圆轨道。这两个探测器都将运作一个地球年。绘图探测器将携带类似于信使号的光谱仪,和在许多不同的波长上研究这颗行星,包括红外线、紫外线、X射线和伽马射线。

美国

水星探査机水手10号(Mariner 10)

一系列以飞越方式进行的行星探险水手号计划中的第10个计划,也是计划中的最后一个。水手10号以飞掠的方式探测水星与金星,也是第一个探测过水星的太空船。水手10号于1973年11月3日发射。主要任务包括探测水星与金星的环境、大气、地表与行星的特征。水手10号也是第1艘利用行星重力来同时探测2颗行星的探测船,也就是以重力弹弓效应(gravity assist trajectory)来加速,进入金星重力影响区内,接着靠金星的重力将探测船抛至另一个轨道来接近水星。

水手10号在1974年3月29日协调时20:47首次近距离飞掠水星,当时距离水星为703公里。在水星完成2次公转后,水手10号在1974年9月21日再度接近水星,当时距离为48,069公里。水手10号最后一次接近水星是在1975年3月16日,距离水星仅327公里,也是最接近的一次。

在姿势控制瓦斯大约耗尽之后,水手10号开始环绕太阳运行。工程测试直到1975年3月24日停止,当时有一个未定的程序让船身倾斜旋转而让氮气供应消耗殆尽,因此对水手10号发送了紧急命令来关闭它的发报机,于是水手10号停止传送讯号回地球。

信使号探测器信使号探测器

直到现今,尽管船身上的电子仪器可能受到太阳辐射线的影响而损坏,水手10号仍旧在轨道上绕着太阳运行。

美国太空总署的国家太空科学资料中心的大卫威廉斯在2005年表示:"水手10号自从关闭发报机之后就并未从地球上追踪或发现过。我们只能假设它还在绕着太阳运行,因为只有它受到小行星撞击或受到大型物体的接近而扰乱重力才可能离开轨道,这种事件发生的机率非常的小所以我们假设它仍就照着太阳运行着。"

信使号探测器(MESSENGER)美国第一个水星专门探测器,MESSENGER("信使号",是MErcury Surface,Space ENvironment,GEochemistry,and Ranging 的字母缩写, 意为"水星表面,空间环境, 地理化学和全向遥测"),NASA的“信使”号水星探测飞船于2004年8月3日搭乘“德尔塔2”型火箭,在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心点火升空。明亮的火焰照亮了当时洒满月光的夜空,辉映在大西洋上发射取得圆满成功,“信使”号开始了计划中的耗时6年半、飞行79亿公里的探测远征,在2011年3月到达水星。

这次水星探测任务由美国宇航局、卡内基研究所以及约翰·霍普金斯大学共同研发承担,“信使”号探测飞船由霍普金斯大学应用物理实验室负责设计、制造这是30年来人类探测器首次对水星进行全面的环绕探测。

俄国

俄国人计划在2011年-2012年之间用联盟火箭送出他们的飞船,飞船将在四年后到达水星,将会环绕轨道飞行绘制地图并且研究它的磁场。

殖民地

在水星南北极的环形山是一个很有可能适合成为地球外人类殖民地的地方, 因为那里的温度常年恒定(大约-200℃)。这是因为水星微弱的轴倾斜以及因为基本没有大气,所以从有日光照射的部分的热量很难携带至此,即使水星两极较为浅的环形山底部也总是黑暗的。适当的人类活动将能加热殖民地以达到一个舒适的温度,周围一个相比大部分地球区域来说较低的环境温度将能使散失的热量更易处理。

最新发现

水星曾是颗“大火球”:遍布巨型岩浆海洋

水星过去表面想象图水星过去表面想象图

麻省理工学院的科学家通过对水星岩石化学成分分析的过程中发现这颗星球过去可能拥有一片巨大的岩浆海洋时间点处于45亿年前,这项新的研究任务由“信使”号探测器完成,旨在分析水星表面、空间环境以及行星化学物质组成等。自2011年3月起,NASA的探测器开始收集相关数据,一组科学家负责对X射线荧光光谱数据进行分析该任务收集到了有关水星表面岩石的组分情况,科学家希望揭开水星到底发生了何种地质过程,导致其表面出现两种不同组成的岩石。

对此,科学家在实验室中创建了两类岩石,模拟高温高压环境下的地质演化过程,通过实验科学家设想水星上曾经出现巨大的岩浆海洋,在这种环境下可演化出两种截然不同的岩石,通过结晶、凝固最后重新由熔岩喷发机制存在于水星表面。根据麻省理工学院地质学教授蒂莫西·格罗夫介绍:“水星上发生的事件其实是非常惊人的,地壳的年龄很可能超过了40亿岁因此这些岩浆海洋应该存在于非常古老的过去。”

信使号探测器进入水星轨道时正处于强烈的太阳耀斑活跃期,作为太阳系内侧轨道上距离太阳最近的行星水星受到太阳光和辐射的“烘烤”,其表面的岩石反射出强烈的光谱信号,科学家通过X射线光谱仪就可以确定水星表面物质的化学成分。

针对水星上岩石出现的不同化学组分,格罗夫认为可在实验室中模拟二氧化硅、氧化镁以及三氧化二铝的比例再将其熔化结晶,探索该过程中可能出现的情况。实验结果显示,两种成分可能来自同一地区,指向了一个巨大的岩浆海洋此外,本项研究还暗示了水星存在一个极为混乱的早期演化过程,其中包括大块天体的撞击,科学家认为这将填补水星早期历史的很多空白,加深我们对水星形成过程的理解。

科学家对“信使号”探测器2009年第三次飞越水星的观测数据进行了分析,最新结果发现水星表面最年轻的火山活动迹象,以及磁场亚暴的最新信息,并且在水星超稀薄外大气层中首次发现电离钙元素。

最年轻火山活动迹象

信使号探测器首席调查员肖恩-所罗门(Sean Solomon)说:“信使号每次飞越水星都会获得新的发现!我们发现水星是一颗颇具活力的行星,其活动性贯穿于整个历史阶段。”在前两次勘测中,信使号探测器发现水星早期历史时期曾遍布着火山活动,在最新的第三次飞越水星勘测中,该探测器发现290公里直径的环状碰撞坑,这是迄今观测发现最年轻的水星表面坑状结构,科学家将它命名为“Rachmaninoff”,其底部具有非常平滑的平原。

美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的路易丝·普罗克特(Louise Prockter)说:“我们认为Rachmaninoff环状坑底部平原是迄今在水星发现的最年轻火山迹象。此外,我们在Rachmaninoff环状坑东北部发现漫射环状明亮物质环绕在不规则洼地周围,标志着这些不规则洼地是火山喷口,并且其直径比之前所勘测的火山喷口都大。这项观测暗示着水星表面的火山活动性要比之前所认为的更持续,或许持续至太阳生命历史下半时期。

磁场亚暴

磁场亚暴是一种太空气象,曾间歇地出现在地球上,通常每天会出现几次,持续1-3小时。地球上的磁场亚暴常伴随着一系列特殊现象发生,比如:北极和南极上空出现的壮丽极光现象。磁场亚暴也伴随出现危险的能量粒子这将导致地球观测卫星和地面通讯系统灾难性事故,尤其是地球同步轨道区域。地球磁场亚暴的能量来源于地球磁场尾部的磁性能量。

在信使号探测器第三次飞越水星时,该探测器装载的磁力计首次发现水星磁场尾部磁性能量中像亚暴一样“载荷”,这种水星磁场亚暴能量大约是地球磁场亚暴的10倍,其运行速度是地球磁场亚暴的50倍。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的太空物理学家詹姆斯-斯莱文(James A. Slavin)称,最新观测显示水星的磁场亚暴相对强度比地球磁场亚暴大,同时,我们还发现水星磁场尾部增强与唐吉周期(Dungey cycle)的一致性唐吉周期是描述磁气圈内等离子循环的一个指标。

斯莱文说:“信使号探测器最新观测首次显示地球之外的另一颗行星上唐吉等离子循环时间可以确定亚暴持续的时间,这暗示着这种地球磁气圈特征是宇宙的一种普遍现象。

水星外大气层构成

水星的外大气层非常稀薄,是由水星表面和太阳风中的原子和离子构成,信使号探测器对水星外大气层的观测将提供一个研究水星表面和其太空环境之间交互影响的机会,并能够探测水星表面的构成,该行星遗失至星系空间的物质有助科学家理解水星当前和历史时期的构成状况。

信使号探测器对水星外大气层的观测结果显示外大气层中中性和电离元素独特的空间分布特性,第三次飞越勘测首次探测到水星南极和北极外大气层的构成。美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室的罗-弗瓦西克(Ron Vervack)说:“勘测显示水星外大气层中包含着钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)元素,在这次飞越水星勘测中,信使号首次发现外大气层含有电离钙,

水星极地发现大量水冰!

据美国宇航局网站报道,该局正在水星轨道运行的信使号探测器获取的最新数据显示这颗行星上拥有大量水冰。大卫·劳伦斯(David Lawrence)是来自约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的信使号首席科学家,也是一篇发表在在线版《科学通报》杂志上论文的第一作者。劳伦斯表示:“最新数据显示在水星极区存在水冰,如果将这些水冰平均铺满整个华盛顿,其厚度将超过两英里(约合3.2公里)。”

探测器传送回来的照片可见陨石坑附近有冰。探测器传送回来的照片可见陨石坑附近有冰。

考虑到水星距离太阳如此之近,这颗行星上似乎是不可能存在水的。但是由于水星的自转轴倾角非常小,接近于零(更准确的说是不到1度),因此在水星的极区存在很多永久阴影区。科学家们在数十年前便开始猜测在这些永久阴影区内可能存在水冰。

1991年,这一想法得到了一项重要证据,当时世界上最强大的射电望远镜——设在波多黎各岛上的阿雷西博射电天线向水星发射的雷达波,在其反射信号上发现这颗行星的极区存在一些反射率高的异乎寻常的“亮区”。这些亮区的雷达波反射率非常高,其特性和水冰非常相似。除此之外,很多这种明亮反射区的位置和1970年代美国水手10号探测器拍摄的水星地表大型陨击坑的位置相对应。不过科学家们一直无法确定这些亮区的位置和极区的那些永久阴影区位置是否同样相互吻合。

但是,随着信使号抵达水星,这一切疑惑都烟消云散了。信使号探测器搭载的水星双成像系统在2011年和2012年年初拍摄的图像证明,那些强烈反射雷达波的亮区的确都位于水星南北两极的永久阴影区内。

而来自信使号的最新数据确认了水星北极永久阴影区内沉积物质的主要成分确是水冰。在其中一些最寒冷的区域,水冰直接暴露于地表。而在一些稍稍温暖一些的区域,似乎有一些稍显暗色的物质复盖着水冰表面。

信使号使用中子能谱设备测量雷达反射亮区的氢原子丰度。通过这些测量数据就可以推算出冰的富集量。劳伦斯表示:“这些中子数据显示在水星极区的高雷达反射区域存在一层平均厚度约为数十厘米的富氢物质层,其上方还复盖有一层10~20厘米厚的表层,这层表层中的氢含量则相对较低。”他指出:“这层复盖在下方的富氢层的氢含量比例和纯净的水体相当。”

根据美国宇航局戈达德空间飞行中心的格里高利·纽曼(Gregory Neumann)的说法,信使号搭载的水星激光高度计(MLA)获得的数据已经在水星地表获取了超过1000万个高程数据,用以制作高精度地形图。这些高程数据同样支持了水冰存在的看法。在另外一份论文中,纽曼和同事们报告了首次对水星处于永久阴影区的北极地区进行的高程测量,结果显示这些区域存在一些不规则的明亮和暗色的沉积物。

纽曼表示:“在此之前还从未有人在水星上看到过这些阴暗区域,因此它们一直充满神秘感。”纽曼认为这些明亮和暗色的物质都是由彗星或小行星携带到水星上来的。这种说法得到了加州大学洛杉矶分校大卫·佩吉(David Paige)教授一篇文章的支持。佩吉指出:“这些暗色物质可能是一些复杂有机化合物的混杂体,它们由彗星和富含有机物的小行星在撞击水星时携带而来。可能也正是通过同样的机制,水也被带到了这颗太阳系最内侧的行星上。”

西恩·所罗门(Sean Solomon)来自哥伦比亚大学拉蒙特-多赫提地球观测台,也是信使号项目首席科学家。他说,复盖在水冰成分表面的一层黑色物质则让事情变得更加复杂了。他说:“在超过20年的时间里,科学家们一直在争论这颗最靠近太阳的行星上的永久阴影区是否存在大量的水冰。现在信使号为这个问题给出了一个明确的肯定答案。”

不过所罗门也指出:“新的观测结果也引出了新的问题。这些位于极区的黑色物质大部分都是有机质吗?这些物质究竟经历了何种化学反应过程?水星地表或地下是否有一些区域

同时存在液态水和有机质?只有对水星开展持续的研究,我们才能最终回答这些问题。”

真正发现水星有冰

2014年,美国航天局派往水星的探测器信使号,早前传来的照片中,却发现北极地区一个陨石坑附近有冰的存在,是首次真正发现水星有冰。

学者早于两年前已透过间接的分析指水星上存在着冰,但这次则是首次直接看到。专家估计冰块有数以十米厚,但亦可能延伸至坑洞内。虽然水星围绕太阳转一圈需时58个地球日,几乎整个大地都被阳光照射,但水星的极地则永远无法被太阳照到,温度低得有机会让冰形成。

水星文化

1976年,国际天文学联合会开始为水星上的环形山命名。

水星的表面很像月球,满布着环形山、大平原、盆地、辐射纹和断崖。于是,水星上的环形山和月球上的环形山一样,也进行了命名。水星表面上环形山的名字都是以文学艺术家的名字来命名的,没有科学家,这是因为月面环形山大都用科学家的名字命名了。水星表面被命名的环形山直径都在20公里以上,而且都位于水星的西半球这些名人的大名将永远与日月争辉,纪念他们为人类作出的卓越贡献。

在国际天文学联合会已命名的310多个环形山的名称中,其中有15个环形山是以我们中华民族的人物的名字命名的。有伯牙:传说是春秋时代的音乐家;蔡琰:东汉末女诗人;李白:唐代大诗人;白居易:唐代大诗人:董源:五代十国南唐画家;李清照:南宋女词人;姜夔:南宋音乐家;梁楷:南宋画家;关汉卿:元代戏曲家;马致远:元代戏曲家;赵孟俯:元代书画家;王蒙:元末画家;朱耷:清初画家;曹沾(即曹雪芹):清代文学家;鲁迅:中国近代文学家。

在天文学家创建详细的水星地图之前,Solitudo Hermae Trismegisti (荒芜的Hermes Trismegistus)被认为是水星的一大特色,复盖了行星1/4的东南象限。

墨丘利,是在古斯塔夫·霍尔斯特的音乐,行星组曲中运动的四棱使者。

水星 - “信使”号撞击水星

美国航天局16日宣布,“信使”号水星探测器燃料即将耗尽,可能将于30日以撞击水星的方式结束使命。

“信使”号于2004年8月升空,经过约6年半的飞行于2011年3月进入绕水星运行轨道。美国航天局副局长约翰·格伦斯菲尔德对“信使”号给予高度评价,认为该任务第一次让人们真正认识了水星。他说,尽管“信使”号的旅程即将结束,但分析其所获数据的旅程才刚刚开始,这些数据将帮助解开水星的各种谜团。

据美国航天局介绍,本月24日,地面人员还将对“信使”号实施最后一次轨道调整,这一操作将基本耗尽“信使”号推进系统最后所剩的氦气。此后“信使”号将飞向水星表面,预计将在4月30日以每秒3.91公里的速度撞击水星背对地球的一面。

水星 - 网络用语

水星,在网络上有时又被用做论坛中聊天版块的代名词,因为在网上许多论坛是禁止灌水(即发送无意义的消息或与主题无关的消息或版聊)的,所以有的论坛会专门开辟一个版块让喜爱灌水的朋友上去畅所欲言,想说什么就说什么(当然不能是色情暴力这类的),而这种版块,就被称作"水星"。

神话称水星为处女座和双子座的守护星。

在太阳系中除了金星和水星外都有卫星,金星也曾有但消失

水星 - 占星学意义

在占星学中,水星主管着沟通、学习、商业、旅行等,它往往带有迅捷与传递信息的特质。水星所在的星座揭示了这个人的沟通方式与适合学习的方式。水星总是与太阳相距不超过28度,故而它总是和太阳在同一个星座或是前后星座。

水星守护着双子座与处女座,在水瓶座时擢升,在狮子座时失利,在射手座与双鱼座则是落陷。重传递的性质也使它也代表着人的神经系统,水星的符号是“☿”,意为“结合灵魂、肉体与媒介三者并注重传递灵魂的介质”。

相关文献

扩展阅读:
1新华网
2上海网上天文台
3星星天堂
4中国科学院国家天文台
5人类最后的乐园太阳系

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