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白天赤道地区达到427℃ 晚上则能降至零下179℃ 真是冰与火之歌

时间:2014-03-17 03:05:00

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在中国古代起初水星叫做“辰星”。东方的这种“金、木、水、火、土”的五行命名法,最早是在司马迁在西汉的时候就开始采用了,他作为那个时期的天文学家,通过实际观测发现这颗星星(水星)是灰色的。具体是如何观测的如今还是一个谜!

反正《史记》是有记载的,五行命名法是按颜色来分,“辰星”呈灰色,属于黑色系,而“黑”在五行中正好代表“水”、(“白”在五行中代表“金”,所以称“太白”为“金星”。)于是水星的名字就是这么来的。

图解:图中最左边,最小的那颗就是“水星”

01

那么西方怎么称呼它呢?

西方人称它为“Mercury”,在罗马神话中是专门为各个神传递信息的使者,所以之前那个水星探测器,人们就给它起的名字叫“信使号”。

据说最早在公元前3000年,“美索不达米亚”的“苏美尔人”就发现了水星。不仅仅是水星,根据当时的文字记载,当时是楔形文字,也是目前已知的最古老的文字,那个时代的人们就已经把太阳系内八大行星都记录在案了,要说“金、木、水、火、土”这五颗行星,单凭肉眼确实可以看见,但是“天王星”和“海王星”,在那个时期根本不可能看得见,那他们是怎么知道的呢,仔细一想还真有点细思极恐,另外在当时的记载中,还包括了那颗具有传奇色彩的“尼比鲁”,它甚至被认为和人类的起源密切相关。

图解: “美索不达米亚”的“苏美尔人”发现的不仅仅是水星,根据当时的文字记载,那个时代的人们就已经把太阳系内八大行星都记录在案了 02

水星这颗行星有什么特别?

1.水星除了是离太阳系最近的行星外,它还是太阳系中体积最小的行星,甚至还没有气态巨行星的一些卫星的个头大,比如“木卫三”、“土卫六”。

2.根据最新的研究,水星还在进一步缩小,(水星由于核心温度慢慢地冷却,导致水星表面向内压缩,使得水星的直径比之前探测到的数据小了4.4英里/7公里)。

图解:水星由于核心温度慢慢地冷却,导致水星表面向内压缩,使得水星的直径比之前探测到的数据小了4.4英里/7公里

3.同时水星也是太阳系内公转速度最快的行星,大约只有88个地球日,也就是说在水星上一年是88天。它的自转周期大约是59个地球日,所以水星其实没有被太阳潮汐锁定,而是3:2的轨道共振。

图解:8大行星公转图对比示意图,“88DAYS”是水星

4.另外水星的轨道偏心率非常大,也就是说它的轨道的椭圆形非常扁(仅次于冥王星)。关键它还会变得越来越扁,根据计算机模拟,水星将会50-70亿年后撞上太阳或金星。因为轨道足够扁,所以除了可能靠近太阳外,它还可能与地外的那些巨行星一起,在它们共同的引力场作用下,打扰“水、金、地、火”这些内太阳系的行星运行轨道,最终可能会导致太阳系内的行星与地球相撞。

图解:水星椭圆运行轨道

相撞是几十亿年后的事情,现在说这个有点杞人忧天了。

03

另外水星还存在着明显的“进动”现象,也就是著名的“水星进动”问题,简单的说法就是,它的运行轨道是偏心的、半径会有变化

图解:“水星进动”现象示意图

其实每个行星都有“进动”现象, 只是水星的比较明显。根据牛顿万有引力定律,水星近日点的进动值,它与实际观测的值始终存在偏差,而这个问题在爱恩斯坦之前,一直找不到原因,后来广义相对论出来后,才成功解释了这个问题。这也成了广义相对论的三大“天文验证”之一。

另外两个“天文验证”:

1. 光线从太阳附近经过时的弯曲现象、

图解:光线从太阳附近经过时的弯曲现象

2. 光谱的引力红移现象、

图解:光谱的引力红移现象

这些都是最有名的广义相对论的验证。

04

水星作为类地行星,它的结构和地球也比较类似,也分为核心、地幔、地壳、但是它的核心非常大,大约占了整个水星体积的42%、相比之下地球的核心只占总体积的17%,水星的表面地貌和月球比较像,也有山脉,平原,以及大量的撞击坑,虽然它距离太阳非常近,但是因为缺乏大气,或者说大气层极其稀薄,这导致它的表面并不是持续高温,而是有着巨大的温差,白天赤道地区可以达到427℃,晚上则能降至零下179℃,尤其是在两极地区的深坑底部,这些地方常年没有阳光照射,所以温度能够始终保持在零下100多度,而且在这部分地区雷达反射比较强烈,所以天文学家推测,这里有存在水冰的可能性很大。

图解:水星温度

水星的磁场相对比较显著,不过和地球还是无法比,水星的磁场还不到地球的1%,加上水星离太阳比较近,所以可以想象上面的太阳风有多强烈

图解:水星磁场示意图

水星环境比较苛刻,加上距离也远,探测器想过去探测也是很困难的,现在人们对水星的了解还是有限的。

05

目前一共只有两颗探测器到达过水星

“水手10号”,它在上世纪80年代就到达过水星附近,还绘制了部分的表面图。

2004年NASA又发射了“信使号”、在2008-2009年,曾经3次飞掠水星。

图解:左:“水手10号”、右:“信使号”

为什么会多次飞掠水星?

因为探测器一般不会直接的飞向目标行星,而是绕着太阳转圈,逐渐靠近目标。

如果直接飞到水星,大概只需要3个月左右的时间。但是实际上一共飞了几年的时间,主要目的还是为了减少载荷、压缩成本、所以呢飞行过程中会有几次借助引力弹弓效应,把探测器“甩”向水星。

后来在2011年,“信使号”才进入水星轨道,成为了第一个围绕水星运动的探测器,最后随着探测器的燃料耗尽,加上温度太高,部分焊接材料开始慢慢融化,在2015年的时候,“信使号”最终以撞击水星的方式束了自己的探测任务。这次撞击还在水星上留下了篮球场大小的撞击坑。

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