天文小知識:揭秘,我們所知道的水星

2020-11-23 騰訊網

水星

圖解:信使號太空飛行器的圖像顯示了人類從未見過的水星部分。

水星是太陽系中最小的行星(冥王星,曾經是最小的行星,現在被命名為矮行星),而且有著八大行星中最大的軌道偏心率。水星也是離太陽最近的行星,與太陽的距離為4600萬公裡(近日點)至7000萬公裡(遠日點)。

儘管它與太陽有著這般近的距離和位置,但水星地表溫度卻十分神奇;夜間最低100開氏度(K),白天最高70開氏度(K)(僅次於金星)。雖說由於水星靠近太陽,但與金星相比可能更難被觀測到,它只是偶爾會在黎明和夜空中出現,這對於許多觀星者來說是一個十分神奇的景象。

地表

圖解:水星的地質表面。

在外觀方面,水星的表面看起來與地球的月亮非常相似。整個表面散布著許多大型隕石坑,周圍都是類海平原。這表明這顆星球已經歷了數十億年的地質休眠。這些隕石坑是大約46億年前由許多小行星和彗星撞擊水星地表所造成的。

由於缺乏大氣層,當撞擊發生時,沒有什麼可以減緩小行星或彗星的速度,因撞擊十分猛烈。水星的地表的特徵地貌命名有許多來源-取自已故藝術家、畫家、音樂家以及作家的姓名。不過值得注意的是,許多關於水星地表的許多信息是基於1975年水手號太空器執行的探測任務,因此它也成為四大類地行星中最不為人知的一顆。

地質結構

圖解:水星的地質結構與地球相比。

水星是太陽系中四個類地行星(另外三顆是金星、地球和火星)之一。它是最小的行星(行星赤道半徑為2,439.7公裡); 實際上,它甚至比太陽系中兩顆最大的衛星泰坦和伽倪墨得斯還要小。水星由大約70%的金屬和30%的矽酸鹽物質組成。

圖解:類地行星的大小比較 (由左至右):水星、金星、地球、和火星

據說,水星的核心含有豐富的鐵,因為它有較高的密度(科學家估計,在太陽系中的所有行星中,水星的密度最高),即5.427g/cm (僅次於地球)。至於其內部結構,地質學家一般認為,水星的核心佔行星體積的42%左右,半徑約為1,800公裡。地幔由矽酸鹽材料組成,圍繞核心,厚度約為500至700公裡。最後,地殼估計厚約100至300公裡。地表分布著有許多綿延數百公裡的狹窄山脊,是在水星的核心和地幔隨著地殼的凝固而冷卻和收縮時形成的。

關於水星形成的理論

圖解:描繪水星形成的藝術作品。

關於水星表面和地質結構如何形成的有幾種理論。一種理論認為撞擊導致水星的體積和質量減小。科學家普遍認為水星現有體積比其原始的體積要小,它的大部分地殼和地幔因水星1/6原始質量大小的小行星所引起的撞擊而剝離。這一理論被稱為巨型撞擊假說,科學家們也認為這是月球形成的原因。

另一個理論提出,在太陽系形成過程中,水星的體積是現在的兩倍。那時候,太陽也正在形成,太陽星雲向宇宙中的猛烈地爆發出能量,直到它最終穩定。當原太陽慢慢形成我們今天所知的太陽時,溫度使大部分水星表面破裂並蒸發,最終只剩下水星原始大小的一半。另一種理論推測,太陽星雲拖走了形成行星的粒子,從而導致了較輕粒子的丟失。

外大氣層(大氣和地質條件)

圖解:水星的大氣和地質條件。

如前所述,水星的表面溫度十分極端(夜間100開氏度,白天700開氏度); 這是由於缺乏大氣層包裹,無法減弱太陽所造成的影響(其大氣層可能因為受到來自太陽酷熱的高溫,已經蒸發)。在白天,根據於水星在其軌道上的位置不同,地表溫度平均在550開氏度(近日點)至700開氏度(遠日點)之間。

圖解:國家航空航天局確認,在水星北極的永久陰暗坑洞內,發現隱藏著大量凍冰。

到了晚上,地表溫度平均為110開氏度; 這是由於水星缺少活躍的核心,它不能有效保持大氣層從而造成熱量的喪失。據此,地質學家普遍認為水星上是有冰的。事實上,根據最近對水星表面的觀測表明,水星表面有幾片白色斑塊,這暗示了水星上有冰凍的水的存在。除了水星核心的不活躍之外,行星的大小也與其保持適量大氣層的能力有關。水星體積與質量都很小,無法產生足以容納大氣的重力。因此,其表面是劇烈和不穩定的——在水星表面的不同粒子的原子總是不斷外逸但也不停補充。

水星的自轉與公轉

圖解:水星的自轉與公轉軌道.

到目前為止,水星有著太陽系中八個行星中最大的軌道偏心率; 上文所提到的,在它的遠日點,水星距離太陽有7000萬公裡; 在它的近日點,則是接近4600萬公裡。繞日公轉一周需要87.969個地球日(意味著水星上的一年只需要大約88天)。然而有趣的是,儘管水星的體積很小,但它的自轉卻非常緩慢(可能與它擁有不活躍的核心有關):水星完成自轉一周(在水星上度過一天)需要超過58天,即58.7個地球日。

圖解:水星軌道 (黃色)。日期參考2006年。

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。

相關知識

水星,中國古稱辰星;到西漢時期,《史記 天官書》作者天文學家司馬遷從實際觀測發現辰星呈灰色,與「五行」學說聯繫在一起,以黑色配水星,因此正式把它命名為水星。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. thetimenow-孟冬

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 天文知識之水星-簡單篇
    第二章 太陽系的行星成員我們太陽系的行星成員目前主要包括:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星,早期的冥王星已經被降級為矮行星系列。至於海王星外圍軌道上是否還存在滿足行星定義的天體,目前還未發現。這些行星成員我們又分為三大類,第一種是類地行星(巖石行星),主要由矽酸鹽巖石組成,它們分別是水星、金星、地球、火星。
  • 天文小知識:關於水星,你需要知道的10件事
    01最小的水星是太陽系中最小的行星,直徑為4,879公裡,只比月球(直徑3476.28千米)稍大。02離太陽最近它是離太陽最近的行星,距離太陽約5800萬公裡或0.39天文單位,陽光從太陽到達水星只需要3.2分鐘,到達地球需要8.3分鐘。
  • 天文知識__水星
    水星上沒有水,但是在水星極區存在水冰,由於水星的自轉軸傾角非常小不到1度,因此在水星的極區存在很多永久陰影區。5790萬公裡,約為日地距離的0.387倍(0.387天文單位),比其它太陽系的行星近,到目前為止還沒有發現過比水星更近太陽的行星。
  • 你知道哪些有趣但是冷門的天文知識?一起來看一下吧!
    宇宙無邊無際,有趣的天文小故事相信每個愛好天文知識的朋友都能說出一大堆來。宇宙中有哪些有趣的天文知識呢?正好我這裡有幾個覺得挺有趣的和大家分享一下,喜歡的快快轉發收藏哦。1、太陽的顏色:太陽真正的顏色是白色,而不是我們天天看到或印象中的金黃色。
  • 天文知識之火星-簡單篇
    第二章 太陽系的行星成員我們太陽系的行星成員目前主要包括:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星,早期的冥王星已經被降級為矮行星系列。至於海王星外圍軌道上是否還存在滿足行星定義的天體,目前還未發現。
  • 入門太陽系小知識,作為天文愛好者的你怎麼能不知道?!
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天# 系列徵文首先是簡單的事實:我們的太陽系有八顆圍繞太陽運行的「官方」行星。以下是按照它們與太陽的距離排列的行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
  • 天文知識__水星探測器
    我們只能假設它還在繞著太陽運行,因為只有它受到小行星撞擊或受到大型物體的接近而擾亂重力才可能離開軌道,這種事件發生的機率非常的小所以我們假設它仍舊繞著太陽運行。,可以單色、彩色和立體成像 7伽瑪射線和中子譜儀:將用它來繪製水星表面的元素構成圖 8X射線分光計:也被用於繪製水星外殼物質的元素構成情況 9磁力計:繪製水星磁場的詳細結構和動力,尋找磁化的地殼巖石區 10水星雷射高度計:用來測算水星的地形
  • 天文知識之地球-簡單篇
    第二章 太陽系的行星成員我們太陽系的行星成員目前主要包括:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星,早期的冥王星已經被降級為矮行星系列。至於海王星外圍軌道上是否還存在滿足行星定義的天體,目前還未發現。這些行星成員我們又分為三大類,第一種是類地行星(巖石行星),主要由矽酸鹽巖石組成,它們分別是水星、金星、地球、火星。
  • 「專題」你所不知道的行星——水星(Mercury)
    在上幾期,我們介紹了恆星的生命周期,請查看恆星專題(例:「專題」你所不知道的恆星——恆星的消亡(Death&Remnant))並且上一期,我們對於太陽系星體的劃分也有了初步的了解,請查看:「專題」你所不知道的星體——太陽系星體的劃分。未來幾期,我們會給大家帶來太陽系八大行星和其衛星的專題。如果您喜歡我們的內容,請關注本百家號。
  • 傳統國學中的天文知識初探
    在傳統國學裡,有許多句子是涉及古代一些天文知識,如果不了解的話,閱讀古籍時將會有更多的困惑。以《詩經》為例:《小星》:「嗤彼小星,維參與昴。」《女曰雞鳴》:「子興視夜,明星有爛。」《七月》:「七月流火,九月投衣。」《漸漸之石》:「月離於畢,俾滂沱矣。」何謂「參」、「昴」,「流火」?
  • 天文知識三問:太陽系有多大?什麼是天文單位?奧爾特雲是什麼?
    你是否想知道這些發光的星體到底有多遠?亦或會想像那些各種外星生命也正在遠方看著你?地球上生存了很長一段時間,你會發現這兒真是個神奇的地方。與一個孤單的人相比,地球是宏偉的。即使不是全部,也要花上大量時間才能探索到其中的一角。當你認識到渺小的地球與餘下的銀河系乃至整個宇宙相比簡直微不足道時,你可能會大吃一驚。事實上,我們很難了解宇宙究竟有多大。
  • 天文知識幫助學生開闊眼界
    從2004年9月開始,北京天文館在北京市平谷區黃松峪中學開辦了天文特長班,從初一年級新生中篩選出一個班,由來自天文館的老師講授天文知識,進行天文觀測實踐活動,每周兩課時,從初一一直到初三。授課內容不講高深枯燥的理論知識,而是從認識星座入門,偏重動手操作望遠鏡、實際觀測星空中有趣的天體,以此提高孩子們對天文的興趣。
  • 為小天文迷開展公益科普課
    鄒劍青想給孩子的理想插上翅膀,可困擾她的是,在深圳既找不到天文培訓班,也找不到專業的天文老師給孩子做系統的指導。 為了給更多像她孩子一樣的小天文迷打開一扇了解宇宙奧秘的窗戶,去年,鄒劍青創辦了深圳市怡和楷青少年服務中心,以公益的方式在深圳開展天文科普教育。
  • 10個入門級天文常識,你知道幾個?
    大家好,我是宇宙的盡頭,今天,我將與您分享10個天文小知識。在廣闊的宇宙中,每個天體的存在都是特殊的,或者可以說是獨特的。每個天體都有自己的特徵。就像我們人類一樣,天體具有自己的屬性,例如可以發光的,不能發光的,具有高引力的和具有低引力的。在許多學科中天文學相對不受歡迎。
  • 天文小知識:關於日月食的3個冷問題
    即使在100年前,這些事件還發生在大多數人不知道的情況下。你能想像,當古代人在正午的日食中意外地看到太陽變暗時,他們會怎麼想嗎?或者當月亮在午夜的月食中從視線中消失的話,他們可能以為世界即將終結!今天,天文學家可以準確地告訴我們這些類型的事件什麼時候發生,以及你需要在地球上的什麼坐標親身經歷它們。
  • 科學生活:天文知識幫助學生開闊眼界
    從2004年9月開始,北京天文館在北京市平谷區黃松峪中學開辦了天文特長班,從初一年級新生中篩選出一個班,由來自天文館的老師講授天文知識,進行天文觀測實踐活動,每周兩課時,從初一一直到初三。授課內容不講高深枯燥的理論知識,而是從認識星座入門,偏重動手操作望遠鏡、實際觀測星空中有趣的天體,以此提高孩子們對天文的興趣。
  • 2019年第三屆「博冠杯」大連市高校天文知識競賽複賽通訊
    經過了一個月餘的平靜,2019年第三屆「博冠杯」大連市高校天文知識競賽一早,大連市牧夫天文學會理事長解仁江先生就來到會場指導培訓和考場的布置工作,隨後講師吳皛磊老師也來到會場,準備今天要與同學們分享的濃縮天文知識精華。時鐘的時針漸漸旋向九時,來參加比賽與培訓的同學們也陸陸續續來到了會場,其中不乏從其他地區提前趕來的同學,同學們對比賽的積極性可見一斑。 九點,培訓講座準時開始。
  • 天文奇觀!寧波東方天空上演罕見「水星合月」
    11月14日凌晨上演「水星合月」11月11日早上水星出現西大距,我與大家作了分享。僅相隔3天,寧波天宇又上演「水星合月」的天文奇觀。為了一睹「水星合月」的壯麗景象,11月14日我又起了個大早,和兒子一起出發向東去北侖郭巨的海邊觀星。
  • 那些你不知道的中國之最!給你科普更多的天文知識
    (翕然想說這顆行星的名字好好聽)中國科學院雲南天文臺——是首批進入中科院知識創新工程的綜合性研究所—— 是南方最大的天文實測基地來源:中國科學院雲南天文臺1938年因盧溝橋事變,原中央研究院天文研究所從南京遷到雲南省昆明市東郊鳳凰山(現雲南天文臺臺址),它的前身就是紫金山天文臺。
  • 天文科普:關於水星的十二個有趣知識
    人類對宇宙的探索永無止境,大量的空間事物依舊披著其神秘的面紗,等待著我們進一步揭開。大毛老師借著自己的興趣,綜合整理資料,決定開闢專欄,介紹我們神奇的宇宙。今天來到專欄《神奇的宇宙》第一期——《最害羞、最孤獨的行星!關於水星,你要知道的十二個有趣現象》。水星,太陽系八大行星之一,是太陽「母親」最疼愛的「子女」,因為水星是距離太陽最近的一顆行星。