【水星的科學(xué)小知識】
水星是太陽系最小的類地行星。由于被太陽的強(qiáng)光遮擋，觀測起來十分困難。哥白尼臨終前曾為一生從未看到過水星而遺憾。20世紀(jì)70年代以后，人類對水量有了更多了解。
水星是太陽系最小的類地行星。由于被太陽的強(qiáng)光遮擋，觀測起來十分困難。哥白尼臨終前曾為一生從未看到過水星而遺憾。20世紀(jì)70年代以后，人類對水量有了更多了解。
水星距離太陽最近，只有5790萬千米，是日地距離的0.387倍，水星赤道半徑約為地球的2/5。水星沒有空氣。水星外觀同月球十分相像，表面布滿了大大小小的環(huán)形山。億萬年前可能發(fā)生過火山活動，星面上現(xiàn)在可見幾處貌似火山熔巖形成的平原地區(qū)，還到處遍布大大小小的隕石坑。水星上有一個巨大的同心圓構(gòu)造，半徑約有1300千米，它位于水星北緯30度西經(jīng)195度，由于特別酷熱，就被科學(xué)家們命名為“卡路里盆地”。水星表面還有100多個具有放射狀條紋的坑穴，還有大量三四千米高的斷崖，有的長達(dá)數(shù)百千米。
水星的密度與地球接近。它的中心可能是一個與月球大小相近的鐵鎳組成的核心，也有一個磁場，但其強(qiáng)度只是地球的1/100。水星軌道速度為48千米/秒，每秒比地球還快18千米。繞太陽公轉(zhuǎn)一圈的速度也最快，只要88個地球日，還不到地球的3個月，水星就是1年了。不過，水星的“日”很長，水星自轉(zhuǎn)1圈將近58.65個地球日，也就是說水星的1天是地球的近兩個月，在水星上的1年里，只能看到兩次日出和日落。水星和金星一樣沒有一顆衛(wèi)星。
【水星的行星之最】
離太陽距離最近
水星和太陽的平均距離為5790萬公里，約為日地距離的0.387倍，比其它太陽系的行星近，到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)過比水星更近太陽的行星。
軌道速度最快
因?yàn)榫嚯x最近，所以受到太陽的引力也，因此在它的軌道上比任何行星都跑得快，軌道速度為每秒48公里比地球的軌道速度快18公里。這樣快的速度，只用15分鐘就能環(huán)繞地球一周。
表面溫差
因?yàn)闆]有大氣的調(diào)節(jié)，距離太陽又非常近，所以在太陽的烘烤下，向陽面的溫度時可達(dá)430℃，但背陽面的夜間溫度可降到零下160℃，晝夜溫差近600℃，奪得行星表面溫差的冠軍，這真是一個處于火和冰之間的世界。
衛(wèi)星最少
太陽系中發(fā)現(xiàn)了越來越多的衛(wèi)星，總數(shù)超過60個，但只有水星和金星的衛(wèi)星數(shù)是最少的或根本沒有衛(wèi)星的行星。
時間最快
水星年
地球每一年繞太陽公轉(zhuǎn)一圈，而"水星年"是太陽系中最短的年，它繞太陽公轉(zhuǎn)一周只用88天，還不到地球上的3個月。這都是因?yàn)樗菄@太陽高速飛奔的緣故，難怪代表水星的標(biāo)記和符號是根據(jù)希臘神話，把它比作腳穿飛鞋手持魔杖的使者。
水星日
在太陽系的行星中，“水星年”時間最短，但水星"日"卻比別的行星更長，水星公轉(zhuǎn)一周是88天(以地球日為單位)而是自轉(zhuǎn)一周是58.646天(地球日)，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(dāng)于地球上的176天。與此同時，水星也正好公轉(zhuǎn)了兩周。因此人們說水星上的一天等于兩年，地球人到了水星上多么不習(xí)慣。
【水星的運(yùn)動】
水星公轉(zhuǎn)
水星的運(yùn)行軌道是偏心的，半徑從4600萬-7000萬公里變化。圍繞太陽的緩慢歲差不能完全地被牛頓經(jīng)典力學(xué)所解釋，以致于在一段時間內(nèi)很多人用設(shè)想的另外一個更靠近太陽的行星(有時被稱為火神星)來解釋這個混亂。這稱為“水星近日點(diǎn)進(jìn)動”。無論如何，愛因斯坦的廣義相對論后來提供了一種可以消除這個小誤差的解釋。
水星自轉(zhuǎn)
1889年意大利天文學(xué)家夏帕里利經(jīng)過多年觀測認(rèn)為水星自轉(zhuǎn)時間和公轉(zhuǎn)時間都是88天。直到1965年，美國天文學(xué)家才測量出了水星自轉(zhuǎn)的精確周期58.646天。
在一些時候，在水星的表面上的一些地方，在同一個水星日里，當(dāng)一個觀測者(在太陽升起時)時觀測，可以看見太陽先上升，然后倒退最后落下，然后再一次的上升。這是因?yàn)榇蠹s四天的近日點(diǎn)周期，水星軌道速度完全地等于它的自轉(zhuǎn)速度，以致于太陽的視運(yùn)動停止，在近日點(diǎn)時，水星的軌道速度超過自轉(zhuǎn)速度;因此，太陽看起來會逆行性運(yùn)動，在近日點(diǎn)后的四天，太陽恢復(fù)正常的視運(yùn)動。
1965年使用雷達(dá)觀測后，觀察數(shù)據(jù)否決了水星對太陽是潮汐固定的的想法：自轉(zhuǎn)使得所有時間裏水星保持相同的一面對著太陽。水星軌速振諧為3:2，這就是說自轉(zhuǎn)三次的時間是圍繞太陽公轉(zhuǎn)兩次的時間;水星的軌道離心使這個諧振持穩(wěn)。最初天文學(xué)家認(rèn)為它有被固定的潮汐是因?yàn)樗翘幱诘挠^測位置，它總是在3:2諧振中的相同時刻，展現(xiàn)出相同的一面，就如同它完全地被固定住一樣。水星的自轉(zhuǎn)比地球緩慢59倍。
因?yàn)樗堑?:2的軌速比率，一個恒星日(自轉(zhuǎn)的周期)大約是58.7個地球日，一個太陽日(太陽穿越兩次子午線之間的時間)大約是176個地球日。
軌道變動
水星擁有太陽系8大行星中偏心率的軌道，通俗的說，就是它的軌道的橢圓是最“扁”的。而最新的計算機(jī)模擬顯示，在未來數(shù)十億年間，水星的這一軌道還將變得更扁，使其有1%的機(jī)會和太陽或者金星發(fā)生撞擊。更讓人擔(dān)憂的是，和外側(cè)的巨行星引力場一起，水星這樣混亂的軌道運(yùn)動將有可能打亂內(nèi)太陽系其他行星的運(yùn)行軌道，甚至導(dǎo)致水星，金星或火星的軌道發(fā)生變動，并最終和地球發(fā)生相撞。
凌日現(xiàn)象
水星凌日當(dāng)水星走到太陽和地球之間時，我們在太陽圓面上會看到一個小黑點(diǎn)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(yuǎn)，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(yuǎn)鏡進(jìn)行投影觀測。水星凌日每100年平均發(fā)生13次。在20世紀(jì)末有一次凌日是在1999年11月16日5時42分。
水星凌日，它發(fā)生的原理與日食相似。由于水星和地球的繞日運(yùn)行軌道不在同一個平面上，而是有一個7度的傾角。因此，只有水星和地球兩者的軌道處于同一個平面上，而日水地三者又恰好排成一條直線時，才會發(fā)生水星凌日。地球每年5月8日前后經(jīng)過水星軌道的降交點(diǎn)，每年11月10日前后又經(jīng)過水星軌道的升交點(diǎn)。所以，水星凌日只能發(fā)生在這兩個日期的前后。
在人類歷，第一次預(yù)告水星凌日是"行星運(yùn)動三大定律"的發(fā)現(xiàn)者，德國天文學(xué)家開普勒(1571至1630年)。他在1629年預(yù)言：1631年11月7日將發(fā)生稀奇天象--水星凌日。當(dāng)日，法國天文學(xué)家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個小黑點(diǎn)(水星)在日面上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年，共出現(xiàn)50次水星凌日，其中，發(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次。每100年，平均發(fā)生水星凌日13.4次。
