水星躲在太阳的光辉里

2023-02-08 14:03太空僧
关键词:信使水星太阳系

太空僧

公元前14 世纪一个晴朗无云的傍晚,美索不达米亚平原北部一位负责观天的亚述抄写员拿起一根芦苇秆,将地平线上的一颗星压记在了泥板上。在后世流传的众多泥板副本中,与亚述文明关系密切的巴比伦文明,用神的名字将这颗星命名为“纳布”,意思是记录之神。希腊神话中与之对应的神,是神界与人间的信使赫耳墨斯,而在罗马神话中是众神的信使墨丘利(Mercurius)。这颗星就是水星(Mercury)。

在我国古代,水星曾被称为“辰星”。又因它的颜色偏暗,而黑色在“五行”论中属水,所以又被称为“水星”。与中国传统文化关系密切的日本、韩国和越南等国家,也同样称之为水星。

最難观测的系内行星

在金星、木星、水星、火星、土星这五颗人类肉眼可见的行星中,水星是最难见到的那一颗,这是为什么呢?因为水星是距离太阳最近的行星,只有地日距离的39%。从地球看去,水星一直跟着太阳,大部分时间躲在太阳的光辉里,与太阳几乎同升同落,人们很难一睹真容。

只有当水星运行到太阳东西两侧最远处时,受阳光的干扰最小,才会有短暂的观测机会。这种机会被称为“大距”,每年只有几次。最近的一次是2023 年12 月4 日,是水星“东大距”出现的日子,水星出现在太阳的最东边,会比太阳晚落下(相对应的,“西大距”时水星在黎明时的东方低空出现)。这一天前后几日的黄昏时分,太阳落下后的半小时内,在西偏北方向没有遮挡的地平线上方仔细观察,视力好的人或许就能在夕阳的余晖中找寻到水星。

最小的系内行星

水星难以肉眼看到,还因为它是太阳系中体积最小的行星,它的直径只比月球略大一点,比木卫三和土卫六还小些。虽然个头儿最小,但水星的密度是太阳系中除地球外最大的。由于离太阳太近,它表面较轻的外壳都被太阳风剥离殆尽,留下了一个星核——一层薄硅酸盐岩下面是一个巨大的铁核心。

而水星还在不断变小。1974 年,“水手10 号”探测器飞越水星时传回图像,天文学家们吃惊地看到除了陨石坑,水星还遍布着大片巨大的阶梯般的山脊断层和高达几千米的悬崖,就像一个风干发皱的苹果。2011 ~ 2015 年,第二艘水星探测器“信使号”在水星各处又发现了很多更小的“叶状悬崖”。

以前,很多科学家认为水星与月球非常相似,在太阳系形成的早期便平静下来,大部分时间里都是一颗“死星”。如今,随着较新的叶状悬崖的发现,科学家们认为水星内部存在与众不同的动力学现象。由于水星没有板块运动,随着水星内核冻结,这颗行星可能还在收缩变小。

最难探索的系内行星

水星是太阳系内最难探索的行星,造访那里的人类探测器也最少。水星虽然不像木星等气态行星那样难以着陆,也不像海王星那样过于遥远,但水星的轨道很难进入,背后的原因还是水星离太阳太近了。

太阳的引力如同一口很深的井,而水星就在井口的边缘。从地球直接去往水星原本只需要3 个月左右的时间,但是想进入水星轨道并被水星微弱的引力捕获,却非常困难,就如同斜坡上一颗滑向井边的豆子,一不小心没刹住就会落入井里。

1974 年发射的 “水手10 号”探测器因为当时的技术限制而未能进入水星轨道,只能在围绕太阳的轨道上利用掠过水星的三次机会开展观测。而2004 年发射的“信使号”探测器在飞行了约79 亿千米,进行了5 次轨道修正,6 次飞掠行星借助“引力弹弓”减速,并3 次掠过水星,才在6 年半后成功减速进入水星轨道,成为人类有史以来第一个环绕水星的航天器。为此,总重1092 千克的“信使号” 探测器携带了607 千克推进剂,占比高达56%。而由于燃料大多消耗在了路上,入轨后的“信使号”探测器只工作了4 年时间就受控坠落了。

最快的系内行星

说到“信使号”,它和水星的英文名一样,灵感来源于古罗马神话中的信使墨丘利。墨丘利是跑得最快的神,他的形象通常是头戴一顶插有双翅的帽子,脚穿飞行鞋。而水星每88 天就能绕太阳转一圈,以约47 公里/ 秒的速度在太空中飞行,比系内任何行星都快,算得上名副其实。

不仅如此,水星上日出日落的间隔也是最短的。当水星运行到近日点时,如果你站在水星赤道的某一点上,会看到朝阳短暂地从地平线上升起后,又马上落下,这是由于水星自转的速度与公转速度十分接近的原因。

最大温差的系内行星

直觉告诉我们,行星离太阳越近,表面温度越高。水星的白天非常热,温度超过427 °C,但由于没有大气层保温,一到夜间,温度可能会降至-173°C,昼夜温差高达600°C。不过,水星并不是太阳系中最热的行星,拥有稠密大气层的金星才是冠军。

虽然温差如此极端,但在水星南北极巨大的环形山内侧,阳光永远照不到的阴影里,温度会一直保持在-212 °C 以下。1991 年科学家们根据雷达观测图像首次发现,水星两极环形山内侧有很强的反射波,猜测这些区域存在着水冰。 “信使号”传回的最新数据进一步提高了这一观点的可信度。

总之,水星这颗离太阳最近的行星,充满着未知与神秘。随着科技的进步,我们或许能在未来揭下它的神秘面纱。

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