□ 聞新 肖睿錚
幾千年前,人們觀察到在天空中有一顆“星星”似乎總是跟隨著太陽(yáng)。此“星星”在日出之前可以在低空中看到并在日落后才能再次看到。一些人認(rèn)為他們?cè)谠缟峡吹降暮驮诎砜吹降氖莾蓚€(gè)不同的物體。后來(lái),古希臘人發(fā)現(xiàn)這兩顆“星星”實(shí)際上就是同一顆星星,即水星。
因?yàn)樗菑囊粋€(gè)晚上到下一個(gè)晚上似乎在天空中運(yùn)動(dòng)的非???,所以羅馬人用長(zhǎng)著翅膀的敏捷信使神的名字“Mercury”來(lái)命名水星。在神話中,Mercury為了快速飛行,穿著一雙插著翅膀的鞋戴著一頂插著翅膀的帽子。
另外,水星的表面很像月球,滿布了環(huán)形山、大平原、盆地和斷崖。像月球上的環(huán)形山一樣,水星上的環(huán)形山也被賦予了不同的名字。與月球上的環(huán)形山大都用科學(xué)家的名字來(lái)命名不同,水星上的環(huán)形山的名字都是以文學(xué)藝術(shù)家的名字來(lái)命名的。
通常水星在太陽(yáng)附近,觀察到水星并不容易,因?yàn)樗ǔJ窃谙﹃?yáng)的余暉或日出的光芒中消失。
天空晴朗時(shí)分,在剛剛?cè)章涞奈靼肭虻涂栈騽倓側(cè)粘龅臇|半球低空可以看見(jiàn)的一顆中等亮度的星體,既是水星,但是如果你在這個(gè)天空方位中看到一顆非常明亮的星星,那可能是金星。
水星靠近地球時(shí)位于西方,遠(yuǎn)離地球時(shí)位于東方。當(dāng)水星與地球位于太陽(yáng)相反的兩側(cè)時(shí),便無(wú)法看到。當(dāng)你觀察水星時(shí),最好用望遠(yuǎn)鏡。在一年期間,觀測(cè)水星的最佳月份是3—4月,或 9—10月,即春分和秋分前后。如果連續(xù)觀察一段時(shí)間,你會(huì)發(fā)現(xiàn)在不同方位觀察水星時(shí),水星形狀會(huì)發(fā)生改變。
在地面觀察水星
“哥白尼與神對(duì)話”——藝術(shù)家J a n Matejko于1872繪制的作品
水星很難被觀察到主要有兩個(gè)原因,第一個(gè)原因是北半球不適合觀測(cè)水星,因?yàn)槊慨?dāng)水星處于其遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),水星的赤緯總是低于太陽(yáng)赤緯。對(duì)北半球的觀察者而言,水星幾乎與太陽(yáng)同升同落。反之水星到了近日點(diǎn)時(shí),北半球觀測(cè)者看到的水星雖然比太陽(yáng)赤緯高,但近日點(diǎn)畢竟才18度的距角,所以水星還是難以觀測(cè)。這種情況需要再過(guò)幾千年水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)90度后才能得到改觀。
第二個(gè)原因是地理緯度越高,內(nèi)行星越難觀察。緯度高的地區(qū),太陽(yáng)的晨昏朦影時(shí)間很長(zhǎng),即日出前或者日落后很久,天空依然明亮,所以不利于觀測(cè)水星。
哥白尼是第一個(gè)解釋了為什么水星沒(méi)有穿越整個(gè)星空而僅在太陽(yáng)附近擺動(dòng)的人,傳說(shuō)中,天文學(xué)家哥白尼一生中最遺憾的事情就是從來(lái)沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)水星。
水星是太陽(yáng)系中最不受生物歡迎的行星之一,水星白天灼熱的氣溫使它不可能適合生命生存。生命確實(shí)無(wú)法在真空中生長(zhǎng),水星的大氣層接近真空。另外,水星稀薄的大氣層會(huì)使得危險(xiǎn)的太陽(yáng)射線到達(dá)水星表面,這些射線會(huì)很快殺死水星表面大部分活的有機(jī)物。
近年來(lái),研究人員根據(jù)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的證據(jù)表明,在水星的北極存在被冰凍的汞和有機(jī)物質(zhì)。它們很可能是一些類(lèi)似于煤炭的物質(zhì),也許是數(shù)百萬(wàn)年前彗星在撞擊小行星時(shí)形成的。
有些科學(xué)家認(rèn)為,在水星南北極的環(huán)形山附近,很可能是適合人類(lèi)殖民的地方, 因?yàn)槟抢锏臏囟瘸D旰愣ǎù蠹s-200℃)。這是因?yàn)樗俏⑷醯妮S傾斜以及基本沒(méi)有大氣,所以有日光照射的部分的熱量很難被傳播至此,甚至水星兩極較為淺的環(huán)形山底部也總是黑暗的。
如果在水星南北極的環(huán)形山附近建筑人類(lèi)移民基地,人類(lèi)的建設(shè)活動(dòng)將能加熱那里,并達(dá)到一個(gè)舒適的溫度。
黃色部分為“信使”號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)水星存在有機(jī)物的地點(diǎn)
2003年5月7日水星凌日期間拍攝的照片(太陽(yáng)上的一系列小圓黑點(diǎn)是水星在不同時(shí)刻遮擋所致,太陽(yáng)黑子位于太陽(yáng)中央)
地球和水星各自在自己的軌道上繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),只有水星運(yùn)行到太陽(yáng)與地球之間,并且三者基本上位于一條直線時(shí),就會(huì)出現(xiàn)水星凌日現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生水星凌日時(shí),我們?cè)谔?yáng)的圓面上會(huì)看到一個(gè)小黑點(diǎn)穿過(guò)。其道理與日食類(lèi)似,但不同的是水星比月亮離地球遠(yuǎn),水星擋住太陽(yáng)的面積也特別小,不足以使太陽(yáng)光線強(qiáng)度減弱,所以,用肉眼是很難觀察到的。
事實(shí)上水星凌日,也好比一只小鳥(niǎo)恰巧從日輪前飛過(guò)似的。每100年時(shí)間里,水星凌日現(xiàn)象會(huì)發(fā)生13或14次。
在太陽(yáng)系的八大行星中,水星有其獨(dú)特性,“之最”不少:水星由石質(zhì)和鐵質(zhì)構(gòu)成,沒(méi)有衛(wèi)星圍繞著它運(yùn)行;水星是距離太陽(yáng)最近的一個(gè)類(lèi)地行星,因此它不僅是溫度最高的行星,而且經(jīng)常會(huì)被猛烈的太陽(yáng)淹沒(méi),所以是太陽(yáng)系中最難細(xì)致觀察的行星。水星還是太陽(yáng)系中運(yùn)動(dòng)最快的行星,它圍繞太陽(yáng)一周只需88天。水星是太陽(yáng)系中密度非常大的行星。自從冥王星被“降級(jí)”之后,直徑4878千米的水星成為太陽(yáng)系中體積最小的行星。
“信使”號(hào)拍攝的五彩繽紛的水星(不同顏色表示不同區(qū)域的化學(xué)、礦物和物理性質(zhì))
“信使”號(hào)證明水星表面存在水
科學(xué)家認(rèn)為水星極地可能存在冰,它們藏在背陰處深邃的火山坑里,未遭受太陽(yáng)光的炙烤。
1991年8月,當(dāng)水星飛至離太陽(yáng)最近點(diǎn),美國(guó)天文學(xué)家用巨型天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)水星觀測(cè),得出驚人結(jié)論:水星表面的陰影處,存在著以冰山形式出現(xiàn)的水。2011年,美國(guó) “信使”號(hào)探測(cè)器對(duì)水星進(jìn)行為期一年的探測(cè)工作,意外發(fā)現(xiàn)了水星存在巨大懸崖?!靶攀埂碧?hào)發(fā)回的圖像標(biāo)明了水星背陰處的火山坑里“明亮沉積物”的具體位置,證實(shí)了水星存在冰的猜測(cè)。
下期預(yù)告:在晴朗的夜晚仰望星空,我們會(huì)看到一顆最亮的星星,它就是金星。金星是距離地球最近的行星,因?yàn)樗?jīng)常被云霧遮蓋,所以不借助航天探測(cè)器是很難看清其真實(shí)面目的。下期將介紹“金星”1號(hào)、“水手”號(hào)以及“麥哲倫”號(hào)等航天器對(duì)金星奧秘的探索。