水星简介:
水星是太阳系八大行星中最内侧最接近太阳的行星,距离太阳约0.39个天文单位,是个布满坑洞的小行星。 在冥王星降级成为矮行星之後,成为八大行星中最小的行星。
古代的时候人类就注意到水星的存在,常常在大清早或者是傍晚太阳刚下山时出现在接近地平线的附近。
所以在中国古代水星又称为晨星(出现在早晨的时候)或者昏星(出现在黄昏过後)。 水星的地形外观
水星的半径约为2440公里,在八大行星中是最小的,小到甚麽程度呢?
水星甚至比木星最大的卫星加尼美德以及土星最大的卫星泰坦还要小!!
在照片中可以看到水星清晰的边缘,表示水星表面没有浓厚的大气层。
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水星的表面状况类似月球,有许多凹凹凸凸的陨石坑,但没有月球上「海」的构造,另外大型的悬崖峭壁也十分常见
,除了这些构造以外,水星也有其他比较平缓的平原地区,可能是古代的火山区。左图为水星表面照片与月球表面照片之比较。
水星表面这样的地形显示,水星在行成之後便受到许多陨石的撞击,因此产生这样坑坑疤疤的外表。水星上最大的陨石坑是「卡洛里斯盆地」,直径约达1300
公里,为水星直径的四分之一。根据推算应该是曾经遭受直径100公里程度的小行星撞击而产生的遗迹。
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右边两张照片图是由Mariner 10太空船所拍摄的水星表面近照。由照片图中可以看出许多大小的坑洞布满了整个表面。水星表面的另外一个特点,是到处可见高低差达到好几公里的断崖地形,这种地形称为「皱脊」,其中最长的绵延
500 公里之遥。这种地形可是只有在水星上才能看到。 |
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造成这种地形的原因,可能是水星刚形成不久时快速泠却收缩而造成的皱脊。据推算,水星由初形成至冷却大约收缩了5%,使得地表严重扭曲。
左图是西北大学第一次发现水星表面皱脊地形的照片,在图中可以观察到中央有一条贯穿的皱脊地形,通过图中的两个陨石坑,可以想像水星被蒸乾挤压的过程。
在最新的资料重新分析中,认为水星可能有新的火山运动,但是仍然需要进一步的研究确认。 |
资料来源:Mark Robinson,
Northwestern University |
水星的表面环境
水星昼夜温差极大,白天摄氏 430 度,晚上约可达零下 170 度,是个非常不适合人类直接居住的环境,也是太阳系八大行星中温差最大的一个行星。但是在最近的观测中发现,在南极与北极的一些永远不受日照的地方可能有冰的存在,使得水星可能成为一个拥有冰的星球。右下图是由Mariner
10太空船所拍摄的水星表面环型山的结构,黑暗的阴影可能有冰的存在。
天文学家是如何侦测水星上面是否有水的呢?
事实上是依靠雷达的观测。在对水星的雷达观测发现,水星的极区有强烈的雷达反射。这种反射的特性有点类似火星的冰帽。因此怀疑水星的极区有冰层的存在,而其规模直径大约为100公里左右。
另外水星也是在太阳系中几个人类可能移民的地点之一,在水星的两极有部分环型山的结构,因为整年都不会受到日照的影响,人类有机会利用那边的冰以及人工的保温装置,制造人造的移民环境。 |
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资料来源: NASA |
也许你会问,为什麽水星的温差会这麽大呢?
原因是这样的,因为水星太过接近太阳,因此在明亮的地区接受到的太阳辐射太强,使得地表的温度大为提高,在不受日照的部分则因为水星几乎没有大气层,热量不易传导,使得这部分的水星表面温度十分的低,才会形成这样强烈的对比。
水星的星体结构
水星平均密度在行星之中只次於地球,高达5.43g/cc,十分不寻常。地球的平均密度大,是因为地球本身的重力挤压所造成的,但水星重力很小,这意味着构成水星的成分物质很重。因此天文学家依据对於水星的测量数据推测,水星可能拥有一个很大的铁核,而且直径可达水星的2/3至3/4,水星,就像个铁球一样,而表面的矽酸盐成分只是薄薄的一层外壳。
造成水星密度如此高的原因,天文学家们提出了叁个说法,撞击分别说,蒸发说,以及巨大撞击说等.
目前最有力的说法为巨大撞击说,内容是说水星早期曾经受到大撞击,中心的金属核较快凝固,而外部的岩质物质被吹散了,因此产生这样的结果。
水星的大气结构
水星表面几乎没有大气层,因此表面容易受到星际物质的撞击
,水星的大气层跟地球和金星等行星的大气很不一样,因为受到太阳风的影响,更换的频率非常的高,实际上,水星表面的气体分子与水星碰撞的频率还要高过互相碰撞的频率,所以水星的大气又称为外气层。最近的探测中发现水星
外气层有钠云的存在。
另外水星也具有磁场,但强度很小,磁场强度约为地球磁场的
1 %左右。关於水星大气结构以及磁场的进一步研究,可望在2011年信使号太空船接近探测时揭晓。
水星的卫星
目前的观测结果并没有发现水星有卫星。水星也是八大行星中两个没有卫星的行星之一 (另外一颗是金星)。
水星的探测计画
人类对於水星的探测计画只有在1974年的Marine 10号探测船
,在1974年-1975年之间绕经水星叁次,直到本身所载的燃料用尽,取得水星许多重要的资料与照片。右图为Marine 10号探测船的照片。
虽然如此,人类对於水星的了解还是不够多,大约只有45%的水星表面被探测过。另外人类对於水星两极是否存有冰层等问题还未能够深入研究。
也许你会问,水星距离地球这麽接近,为何不利用哈伯望远镜来探测水星呢?
原因是因为水星与太阳十分接近,利用哈伯望远镜探测水星表面有一定的风险存在。 |
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Marine 10号探测船 |
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最新的水星探测计画是已经在2004年发射成功的信使号探空船(Messenger)。相关的资料可以在NASA的网站看到。预计在2007年的6月5日飞越金星,并且在2011年的3月18日到达水星,对水星进行深入的研究。
信使号太空船共有六大目的,第一个希望能够解答水星的密度为什麽这麽高(八大型星中最高的),第二个是研究水星的地质演变,第叁个是了解水星的核心结构,第四个是研究水星的磁场,第五个是了解水星的两极是否有特别的物质(如冰!)的存在,第六个则是研究水星的外气层。在2011年将会是水星探测史上一个很重要很刺激的一年。 |
信使号的发射
资料来源: NASA |
水星的观测资讯
水星是最内侧的内行星,这意味着水星跟太阳十分的接近,因此水星出现时的仰角不会超过15度。在傍晚时或是日出时是观测水星的好时机,必须选择视野较为辽阔,展望良好,地平线附近没有障碍物的地方作为观测地点,才有机会看到水星,例如没有障碍物阻挡的海岸边,或者平原地区。
台湾地区如海岸地区垦丁等地点都是观测好去处。
水星的视直径很小,最大不会超过11秒,因此不容易观察其表面的细节,使用双筒望远镜观测时仅能稍微看出其盈亏的情况。使用天文望远镜可以看出较清晰的水星盈亏。
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水星照片:
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这是由Mariner 10太空船所拍摄的水星照片 Mariner
10号太空船在1974年3月29日在接近水星的时候所拍摄的. 由 照片中可以看出这张水星照片是由很多张小照片所拼合而成的. 十分有趣.
水星的表面坑坑洞洞的,没有浓厚的大气. |
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Mariner 10太空船所拍摄的水星照片 Mariner
10号太空船在1974年3月29日在接近水星的时候所拍摄的. 拍摄时与水星的距离为538万公里. (经过修正後的照片, 高解析度.)
资料来源: NASA |
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Mariner 10太空船所拍摄的水星表面照片 Mariner
10号太空船在1974年飞越水星上空所拍摄的水星环型山结构, 水星表面存有许多类似月球的陨石坑构造,
这张图面上的陨石坑直径达到98公里(高解析度)
资料来源: NASA |
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Mariner 10太空船所拍摄的水星表面照片 Mariner
10号太空船在1974年飞越水星上空所拍摄的水星环型山结构. 在旧的陨石坑中存在有新的陨石坑.
资料来源: NASA |
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