水星與太陽的距離,偏向了誰的心,又向誰靠近?

2021-01-15 天文在線

水星離太陽有多遠？

水星以其炙熱的環境而聞名。它朝向太陽的一側非常炙熱，在赤道地區溫度可達到高達700 K（427°C; 800°F）。水星表面沒有大氣存在，因為產生的任何大氣都會被太陽風吹走。這一點不足為奇，因為它是最接近太陽的星球。

圖解：水星軌道 (黃色)。日期參考2006年。

但到底有多接近？平均而言，水星到太陽的距離相比地球到太陽距離的三分之一略遠一點。然而，它的軌道偏心率也是太陽系行星中最大的。此外，它的軌道受到擾動，這一問題直到20世紀才被完全理解。原因是水星在其軌道周期經歷了一些重大的變化。

圖解：模擬水星和地球公轉太陽的軌道。

近日點和遠日點：

水星繞太陽運行的平均距離（半長軸）為0.387 AU（57,909,050 km; 35,983,015 mi）。然而，由於它的偏心率是太陽系中最高的，為0.205，除冥王星外（0.248） - 所以水星與太陽的距離變化相當大。

圖解：在公轉一周之際，水星自轉1.5圈，所以完整的公轉兩周之後，同一個半球再度被照亮。

當水星離太陽最近（近日點）時，距離太陽46,001,200公裡（28,583,820英裡）;當它離太陽最遠（遠日點）時，距離太陽57,909,050公裡（35,983,015英裡）。

圖解：水星經過太陽表面的間隔拍攝 圖片來源：NASA

軌道共振：

科學家們曾一度認為水星處於潮汐鎖定狀態，這意味著它始終保持一側朝向太陽。然而自那時以來，人們發現這顆行星的緩慢旋轉周期實際為58.646天。與其88天的軌道周期相比，水星的自旋軌道共振為3：2。這表明水星每公轉兩次，才完成三次自轉。

圖解：信使號探測器的水星合成影像。

其自旋軌道共振的另一個後果是，行星在其軸上旋轉一次所需的時間（恆星日）和太陽重新出現在天空中相同位置的時間（太陽日），二者之間存在顯著差異。 在水星上，太陽升起、落下並返回到天空中的相同位置需要176天。實際上這意味著水星上的一天持續時間長達兩年！

圖解：類地行星的大小比較 (由左至右)：水星、金星、地球、和火星

旋轉緩慢也意味著溫度變化極端。在面向太陽的一側，赤道地區的溫度可高達700 K（427°C; 800°F），北極地區附近的溫度可達380 K（107°C; 224°F）。在背離太陽的一側，赤道地區的溫度低至100 K（-173°C; -280°F），北極地區的溫度低至80 K（-193°C; -316°F） 。

圖解：水星的偏心軌道圖。

近日進動：

除了它的離心率，水星的近日點也受到進動的影響。這意味著，在一個世紀中水星圍繞太陽的軌道移動了42.98弧秒（0.0119度）。即經過一千二百萬次軌道運行後，水星將完成繞太陽的多餘轉動並返回到它開始的地方。

圖解：近日點的進動(現象被極度誇大)

這遠遠大於其他太陽系行星的近日點進動 - 金星的每個世紀為8.62弧秒（0.0024°），地球為3.84（0.001°），火星為1.35（0.00037°）。直到20世紀初，這種行為對於天文學家來說仍然是一個謎，因為牛頓力學無法解釋它。但是，愛因斯坦的廣義相對論提供了一個解釋，而進動也檢驗了他的理論。

你可能會說水星和太陽很般配。它們舞跳得很近，舞蹈很有力量，並且幅度很大！

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.universetoday- brightingcal

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