最害羞和最孤獨的行星！天文科普：關於水星的12個有趣現象

神奇的宇宙 第一期 太陽系裡最害羞和最孤獨的行星！天文科普：水星一天，地球半年。請看《太陽系最害羞、孤獨的行星，關於水星，你要知道的十二個有趣現象》

往古來今謂之宙，四方上下謂之宇。廣義的宇宙就是時間、空間、物質的統一。宇宙大約誕生在138.2億年前，而宇宙有多大呢，目前計算的宇宙直徑為1560億光年。宇宙是奇妙的，誕生了許多空間物質和地理現象，還有很多待開發的處女地，就算是目前「已成定律」的地理事物、空間規則或宇宙規律也有可能在未來因為科學的進步而被更新、修正或推翻重建。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》。

宇宙 Image Credit Copyright：Dietmar Hager, Eric Benson

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。1974年美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）發射的「水手10號」探測器第一次完成了水星表面的測繪任務（部分）。 「信使號」水星探測器（2004年由NASA發射，2011年進入水星軌道）於2011年3月29日真正意義上傳回了首張水星照片。2018年歐洲空間局（ESA）和日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）合作發射了「貝皮科倫布號」水星探測器，預計在2025年抵達水星軌道開始研究工作。

​信使號任務的數據統計圖表 Image Credit ：NASA

水星的觀測一直以來比較困難，原因會在後面進行講解，就連「現代天文學之父」哥白尼生平最大的願望也是「我想看看水星」。

有顏色的水星 Image Credit：Carnegie Inst. Washington

為了和我們生存的家園相比較，大毛老師再展示一下水星與地球的「個人履歷卡」，水星與地球的某些區別特徵將會成為水星某些現象的原因之一。今天就讓我們一起走進這個神秘的星球，大毛老師儘量用平易通俗的語言來讓大家了解一下關於水星的十二個有趣現象。

​水星與地球基本數據對比 水星與地球的基本特徵對比

一、水星在中國的最早記載竟出現在最早的醫學典籍《黃帝內經》

水星在中國古代時叫做「辰星」，又名晨星，與中國古代天文「十二辰」有關。傳統醫學四大經典著作之一的《黃帝內經》在其《素問》中記載：「北方黑色，入通於腎……其應四時，上為辰星。」這是目前發現的關於水星的最早記錄。

水星夜空 圖片版權G.Hüdepohl ESO via Wiki Commons

另外，水星的英文名稱Mercury來源於希臘神話中的信使之神赫耳墨斯，也源自羅馬神話中的商業之神墨丘利。

二、如果地球是籃球，那麼水星相當於壘球

水星算是太陽系八大行星裡個子最矮（直徑）的一個了，它的「身高」僅有4800千米，這個長度比火星還矮一大截，甚至還趕不上級別比自己低的某些衛星，比如木衛三、土衛六。如果把地球看作是籃球的話，那麼水星就相當於壘球（按比例折算，比網球稍大一點）。

地球是籃球，那麼水星就是壘球 地球與水星的形象對比

水星形成之初（左圖）和水星略微收縮之後（右圖） Image Credit ：Don Davis

​三、水星竟然發現了水的存在

水星是距離太陽最近的一顆行星，每天都在接受太陽的炙烤，長久以來人們認為水星上是不可能存在水的，就連水手10號探測器也沒有發現任何水的痕跡（它只完成了約一半的探測工作）。但是1991年著名的阿雷西博射電望遠鏡拍攝的水星北極地區雷達圖像中卻存在散亂分布的亮斑，科學家猜測可能是水冰。而這一猜測也隨著「信使號」探測器對水星北極探測工作的展開而得到了證實，水星兩極地區分布著厚厚的水冰。

‍「信使」號探測器獲取的水星北極數據，明亮沉積物可能就是水冰 Image Credit ：NASA

水星的北極區 Credit ：Carnegie Inst. Washington

​四、水星是最「害羞」的行星，想「一睹芳容」可能得費點勁

水星是「內行星」，它的運行軌道在地球軌道內側，加之始終與太陽靠得太近，常年「湮沒」在太陽的光芒中，所以平常難得一見，可謂是最「害羞」的行星。在良好的觀測條件下可能在日出、日落時會瞥見水星，這也是它叫做晨星的原因。

​巴黎上空的水星與金星 Credit Copyright： Josselin Desmars

地平面附近的水星 （半圓狀的小亮點） Credit ： Juan Carlos Casado

雖然水星難見，但想要「一睹芳容」也不是不可能。有種天文現象叫水星凌日。我們在地球上可以發現太陽表面有一個小黑點，並且它在自西向東緩慢移動。水星凌日平均每46年發生6次，稱之為沙羅周期，算得上難得一見的天文奇觀了。像最近的一次是發生在去年的11月11日，但可惜的是我國並沒有在此次觀測區域內。

水星（小黑點）和ISS雙重凌日 Image Credit Copyright：Thierry Legault

五、水星外表與月球貌似「孿生兄弟」

水星外表與月球相像，貌似「孿生兄弟」。我們來看一組數據：水星平均密度為5.427g/cm³，月球為3.35；水星直徑為4878 km，月球為3476；它們都沒有大氣層；都沒有板塊運動；晝夜溫差都特別大。更關鍵的是水星和月球表面都布滿了隕石坑和環形山。億萬年來無數次隕石撞擊形成的表面已經在上世紀對水星的研究中得到了大量證實。

水星地表 Credit： JHU APL, CIW

月亮 水星（小亮點）與射電望遠鏡 Image Credit ： Pierluigi Giacobazzi

​六、水星榮獲太陽系「卡路裡」熱量比賽亞軍

水星因為距離太陽最近，所以得到太陽的「關愛」——光熱也最多，白天它的溫度可達452℃。如果太陽系八大行星舉行最熱行星比賽，水星卻只能屈居亞軍。因為金星有著稠密的大氣層使得溫室效應明顯，它的白天最高溫能夠達到465°C，略高於水星。

水星是太陽系內最內側行星 ，被太陽的 潮汐力「鎖住」 圖片來源於中國天文科普網

水星的光熱充足，在其表面上還有一個盆地，只因其酷熱難耐，所以被命名為「卡路裡盆地」。

水星上的卡路裡盆地 Image Credit： Arizona State U CIW

七、水星表面「冰火兩重天」

水星雖然在光熱資源上略遜一籌，但比起晝夜溫差，水星絕對是冠軍。水星在經歷88天的白天陽光炙烤之下，表面溫度最高達到了427℃，但接著又經歷88天的夜間熱量不斷散失，表面溫度又降至零下160℃，溫差近600℃，是太陽系中晝夜溫差最大的行星。這樣的溫差不適合高級物種的生存，可謂是典型的「冰火兩重天」。

水星10號傳回的水星照片 Image Credit：Ricnun the English Wikipedia

之前講的金星雖然最高溫比水星高，但因為大氣保溫作用、自轉速率低等原因，所以它氣溫比較穩定，溫差竟在80℃以內。

八、水星上真的是「度日如年」

水星公轉一周為88天（以地球日為單位），它是太陽系八大行星裡公轉周期最短的行星，因受太陽引力最大，故而「跑」得也最快。水星自轉一周為58.646天（地球日）。但需要注意，我們地球自轉一周即為一晝夜，但水星自轉一周不是一晝夜，由於自轉、公轉速率不一樣，因此水星上一晝夜發生時，它已自轉了三周、公轉了兩周，水星是太陽系中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。

信使號拍攝的第一個水星日 Image Credit MESSENGER, NASA, JHU APL, CIW

講到這裡，可能很多人還是很懵，不過沒關係，地理大毛告訴你水星上的一天等於地球上的176天。也就是說將來你去水星旅遊，只在水星上耍了兩天，地球上差不多一年就過去了，可謂「度日如年」。

九、水星公轉軌道最「扁」，看上去像花瓣

我們說圓是世界上最完美的物體，可是天體的運行軌道大部分都不是正圓。和地球一樣，水星公轉軌道是橢圓形的，但它不像地球的軌道還算是規則（近日點為1.471億千米，遠日點為1.521億千米，離心率僅為0.0167），水星近日點4600萬公裡，遠日點竟達到7000萬公裡，離心率達到0.2056，除了離心率，近日點還受進動影響，水星軌道的近日點在不斷移動，因此水星的公轉軌道看起來最「扁」，像花瓣一樣的曲線，是太陽系中離心率最大的行星。

水星公轉軌道 水星近日點進動現象 圖片來源於網絡

十、水星幾乎沒有季節之分

我們都知道地球溫度帶的劃分和季節的產生與黃赤交角有關。這個黃赤交角就是大毛老師要講的天體的軌道傾角，地球的軌道傾角為23°26'，所以地球上有熱帶、溫帶、寒帶和典型的四季的現象。

但是水星不一樣，它的軌道傾角只有7°，這是八大行星裡最小的軌道傾角。因此幾乎感受不到四季的區分。

十一、水星是最孤獨的「孤家寡人」

太陽系裡很多行星都有自己的「小夥伴」，比如我們的地球有一顆衛星（均指自然衛星，不包括人造衛星）——月球，火星有兩顆，跟隨木星的「小夥伴」竟然都有69顆，可謂熱鬧非凡。

色彩增強的水星表面局部影像 Credit：NASA JHU APL CIW

而反觀水星，由於太陽巨大的引力作用使得衛星無法繞其旋轉，所以水星沒有衛星，只能獨自 「遊蕩」，是名副其實的「孤家寡人」。

十二、魯迅、李白、李清照等「登上」了水星

1987年國際天文組織正式公布了第一批水星環形山名字，其中有15座環形山採用了中國人的名字，他們分別是伯牙（春秋 音樂家）、蔡琰（即蔡文姬 東漢 詩人）、李白（唐 詩人）、白居易（唐 詩人）、董源（南唐 畫家）、李清照（南宋 詞人）、姜夔（南宋 音樂、文學家）、梁楷（南宋 畫家）、關漢卿（元 戲曲家）、馬致遠（元 戲曲家）、趙孟頫（元 書畫家）、王蒙（元 畫家）、朱耷（清 畫家）、曹霑（即曹雪芹 清 文學家）、魯迅（現代文學家）。此次水星表面上環形山的名字都是以文學藝術家的名字來命名的，因此魯迅成為唯一一個「登上」水星的現代人。

水星表明的隕石坑和起伏的環形山 圖片來源：中國天文科普網

好了，第一期內容到此結束。原創不易，嚴禁未經允許用作商業用途，請勿抄襲，感謝親的關注、點讚、評論和轉發，我是地理大毛。