文 / 天兵
▲ 水星
因為水星是離太陽最近的一個星球,因此探測水星能更好地理解有關(guān)太陽系的進化和歷史演變的問題。
有人說,水星叫水星,其實卻名不副實,因為它是太陽系中距太陽最近的行星,溫度很高,所以上面根本沒有水。但也有人認為,在水星朝向太陽的一面,其表層溫度最高可達400余攝氏度,在這種環(huán)境下基本上不可能有水冰存在;而在水星極地永遠照不到陽光的陰暗隕石坑深處,則很可能有結(jié)冰的水沉積物存在。如果在上述地方能夠發(fā)現(xiàn)氫元素,那將表明在這顆太陽系中最炎熱的行星上也存在著水冰。
水星的半徑只有地球的2/5,重量是地球的1/20,其密度在太陽系中僅次于地球;表面布滿坑洞;一天比地球一年長,晝夜溫差很大。
水星的運行軌道是呈橢圓形的。它靠近太陽時,距太陽約4600萬公里;遠離太陽時,距太陽約7000萬公里;到太陽的平均距離為5791萬公里。因此,水星在軌道上運行的速度有快有慢,在距太陽近時,速度可達到56公里/秒;在距太陽遠時,速度減為37公里/秒。即使如此,比起地球平均29.8千米/秒的運行速度來說,水星的運行速度還是太快了。水星繞太陽運行一周只需88天。它呈現(xiàn)在人們面前,令人眼花繚亂,稍縱即逝,人們在拂曉時見它在東方天空露面,傍晚它又出現(xiàn)在日落的西陲,只閃一下臉面就隱而不見了。
水星在繞太陽公轉(zhuǎn)的同時,本身也在自轉(zhuǎn)。1965年,美國天文學家佩廷吉爾和戴斯,借助美國阿雷西沃(Arecibo)天文臺當時世界最大的射電望遠鏡,測量了水星兩個邊緣反射波間的頻率差,成功地測量了水星的自轉(zhuǎn)周期為58.646日,正好是水星公轉(zhuǎn)周期的2/3。地球每自轉(zhuǎn)一周就是一晝夜,而水星自轉(zhuǎn)三周才是一晝夜。水星上一晝夜的時間,相當于地球上的176天。與此同時,水星也正好公轉(zhuǎn)了兩周。因此可以說水星上的一天等于地球上的兩年。由于水星在近日點時總以同一經(jīng)度朝著太陽,在遠日點時以相差90°的經(jīng)度朝著太陽,所以水星隨著經(jīng)度不同而出現(xiàn)季節(jié)變化。
▲ 坑洼不平的水星表面
▲ “水手10號”第二次飛掠水星時拍攝的水星全景,這是水星的南半球區(qū)域
▲ 水星與地球大小比較
由于水星距太陽最近,被太陽耀眼的光芒所籠罩,因此人們在地球上很難看清它的身影。當水星運行到太陽和地球之間時,只有它的背面被照亮,因此從地球上望去,看不到水星的蹤影。若想從地球上看到水星,只有在水星與太陽的角距最大時,才能在地面上看到它的一部分,最多只能看到它的“半邊臉”。而當水星在早晚的很短時間內(nèi)出現(xiàn)在東西方地平線上空時,水星星光又被地球大氣吸收,亮度很低,而且還受地理緯度和地形地物的影響,因此從地面上觀測水星的機會很少。只有在黎明時分或太陽落山時分,人們才可以用肉眼看到在西邊的一個小亮點。
水星的自轉(zhuǎn)周期與它圍繞太陽運行的公轉(zhuǎn)周期相一致,因此水星對太陽就像月球?qū)Φ厍蛞粯?,總是以一面朝向太陽。在這一面上,全年白晝無夜,同時水星上由于幾乎沒有大氣,熾熱的陽光直射裸露的水星表面,所以溫度很高,其赤道附近溫度高達400℃。與此相反,在陽光照射不到的水星背面,永遠是長夜無晝,酷寒難熬,冷到-162℃。在這種環(huán)境下自然沒有生命存活。
在太陽系的八大行星中,水星獲得了幾個“最”的記錄:離太陽最近、軌道速度最快、一“年”時間最短、表面溫差最大、衛(wèi)星最少的行星、一“天”時間最長。
水星表面和月球表面極為相似,大大小小的環(huán)形山星羅棋布,既有高山,也有平原,還有令人膽寒的懸岸峭壁。水星上的環(huán)形山有上千個,這些環(huán)形山比月亮上的環(huán)形山的坡度平緩些。國際天文學會于1976年聘請一些專家、學者為環(huán)形山命名,1987年正式公布了第一批環(huán)形山的名字,其中有15個環(huán)形山用了中國人的名字。除了中國現(xiàn)代文學巨匠魯迅外,其他14位都是中國古代文學家和藝術(shù)家。
當水星走到太陽和地球之間時,人們通過望遠鏡看到太陽圓面上有一個小黑點穿過,這種現(xiàn)象稱為水星凌日。其道理和日食類似,不同的是水星比月亮離地球遠,視直徑僅為太陽的190萬分之一。水星擋住太陽的面積太小了,不足以使太陽亮度減弱,所以,用肉眼是看不到水星凌日的,只能通過望遠鏡進行投影觀測。水星凌日每100年平均發(fā)生13次。上次凌日是在1999年11月16日5時42分。
▲ 水星地表的巨大峽谷