神秘的水星：一个不完整的世界

科普中国-科学原理一点通 2016-12-27

　　原来水星这么像月球

　　水星同太阳的距离仅5790万千米，所以水星同太阳的角距离不会超过28°，很容易被淹没在阳光里，所以人们对水星的了解并不多。1973年，美国发射了一枚名为“水手10号”的探测器，拍摄了大约5000张水星照片，人类才逐渐认识了水星。

　　水星地形图

　　水星外观和月球十分相似，不仅在其表面遍布环形山，而且辐射纹、盆地、平原、山脊等地形也都和月球非常相似。科学家解释：由于水星表面大气稀薄，无法抵御来自宇宙间的陨石，所以水星经常受到陨星的撞击，撞击后所产生的痕迹也不容易被抹去，所以在水星表面留下了很多陨星坑。到目前为止，水星表面最大的地貌是卡路里盆地，可能是一颗直径超过100千米的小行星撞击造成的。盆地的底部和月海平原较为相似，是由陨石撞击水星时引发岩浆喷溢而形成的。

　　另外，和其他行星相比，水星的体积较小，比月球稍大一些，水星的大小相当于三个月球。同时水星有一个熔融的核心，这个核心占到了水星体积的百分之四十二；相比之下，地球的地核只占到了地球体积的百分之十五。因此有人认为：水星并不是一个完整的行星，它更像一个被剥掉外壳的行星核。

　　关于这个论点，科学界流行着三种假说。第一种认为水星的前身是一颗2.25倍于目前水星质量的石质星球，在太阳系形成的早期遭受到了一个质量约为水星质量六分之一的小行星的撞击；在撞击之下，水星被剥去了原有的外壳和大部分地幔，所以残留的部分中核心就占了很大的比例。第二种假说认为，在太阳稳定点火之前，水星的前身行星就形成了；在太阳发光的过程中，水星前身的表面温度高达2000～3000℃，高温将水星前身的表面岩石由固态变成了气态，之后被太阳风带走了。第三种假说认为，水星是从太阳系的原始星云中形成的。由于水星形成的位置距离太阳比较近，而太阳的星云引力非常强，所以那些本来被水星吸引的元素被太阳的引力吸走，只有那些较重的金属元素没有被太阳吸走，留在了水星中，这就是水星金属元素比例很高的原因。

　　水星是创纪录的行星

　　水星被称为“创纪录的行星”，是因为它在八大行星中获得了几个“最”记录。

　　它是距离太阳最近的行星。水星和太阳之间距离为5790万公里，比其他任何一个太阳系中的行星距离都近。到目前为止，人类还没有发现比水星更接近太阳的行星。

　　它是轨道速度最快的行星。因为水星距离太阳最近，所以它受到的太阳引力最大；在这种情况下，水星在自己轨道上速度比其他任何行星都快。水星的轨道速度为每秒48千米，比地球的轨道速度快18千米。如果我们以这种速度来环绕地球的话，仅仅十五分钟就可以环绕地球一周。

　　它是表面温差最大的行星。水星表面没有大气的调节，距离太阳又是如此的近；在太阳高温的烘烤之下，水星向阳表面温度甚至可达430℃，背阳表面在夜间可下降到零下160℃，昼夜温差近600℃。可以说，水星是一个冰火两重天的星球。

　　它是卫星最少的行星。现在人类在太阳系中发现了很多卫星，总数超过60个。但水星和金星并没有自己的卫星。

　　水星年是太阳系中最短的年。地球围绕太阳公转一周需要一年时间，而水星公转太阳一周只需要88天，这是因为水星公转速度快的原因。水星年虽然很多，但水星日也比其他行星长，水星自转一周大约需要59天，在水星上度过一昼夜，相当于在地球上度过了176天，同时水星也完成了公转两周。所以水星上的一天等于两年。

　　水星凌日是怎么回事？由于水星和地球的绕行轨迹不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角当水星运行到太阳和地球之间的时候，我们能够在太阳圆面上看到一个小黑点经过，这种现象就叫做水星凌日。其实水星凌日的道理和日食道理类似，所不同的是水星距离地球比月球到地球的距离远，水星能够遮挡住的太阳面积太小了，完全不足以令太阳的亮度减弱。所以我们的肉眼是无法直接看到水星凌日现象的，只能借助望远镜来进行观测。科学家研究发现，每一百年中水星凌日平均发生13次。

　　开普勒

　　在人类历史上，第一个发现水星凌日的是德国天文学家开普勒，他还发现了“行星运动的三大定律”。从1631年到2003年之间，人类记载共发生了50次水星凌日。在今后的十几个世纪里，水星凌日只会发生在5月或11月。

　　为什么会有水星文化？

　　水星表面和月球很像，到处都是环形山、大平原、盆地等地理地貌。水星上的环形山和月球上的环形山一样，都被人类命名了名字。水星表面的环形山都是以那些著名文学家的名字命名的，为什么不用科学家的名字呢？因为科学家的名字早就被我们用在了月球环形山上。这些名人的名字将永远与日月共存，以此来彰显他们为人类做出的杰出贡献。

　　现在水星表面的300多个环形山已经被国际天文联合会命名了，其中15个是以中国的人物名字命名的。有俞伯牙（春秋时期著名音乐家）、蔡琰（东汉女诗人）、李白（唐代著名诗人）、白居易（唐代大诗人）、董源（南唐画家）、李清照（南宋时期著名女词人）、姜夔（南宋杰出的音乐家）、曹雪芹（清代著名文学家）、鲁迅（中国近代文学家）等等。