圖片來源:Jeff Baumgartner/Boston University
太陽系的行星看起來很像一個大家庭。木星是個專橫的父親,讓每個人都循規蹈矩。天王星和海王星是一對很酷的雙胞胎,他們只和對方呆在一起。地球則是一個超級書呆子。冥王星就是個害群之馬。水星則拖著一條尾巴。
沒錯,水星幾乎像一顆巨大的彗星,彗尾從數百萬公裡的行星上流走,發出微弱的橙黃色光。
這都要歸功於水星的位置:水星是太陽系最裡面的行星。它離我們恆星的距離不到地球距離的一半,平均距離為5800萬公裡。
在這樣的距離下,這個小而密集的巖石世界不斷地沐浴在太陽輻射中,受到太陽風的衝擊。
因為水星的質量很低——大約是地球質量的5.5%——從引力上講,它並不算特別強。它的磁場也不是特別強:只有地球磁場的1%。
所以,這顆行星沒有大氣層。相反,它有一個薄薄的外逸層,主要由太陽風和微流星體撞擊產生的氧、鈉、氫、氦和鉀原子組成。這個外逸層受到引力的約束,但太過分散,不能像氣體一樣表現。
所有這些都表明,水星表面幾乎沒有抵禦太陽輻射和太陽風的保護層。
而我們知道太陽輻射產生壓力。我們甚至利用這種壓力來驅動裝有帆的宇宙飛船,有點像風推動帆船。彗星尾巴就是源於這種輻射壓力。
當彗星靠近太陽時,它們內部的冰開始升華,當塵埃逃離彗星的身體時,它們會揚起灰塵。太陽輻射壓力將這些塵埃推入一條長尾,而這些氣體則受到太陽風中嵌入的磁場的影響;這就是為什麼彗星的彗尾總是遠離太陽的原因——彗尾不是由運動產生的,而是由於它們離太陽很近。
水星確實有冰,但它的尾巴不是由冰組成的。主要成分是鈉原子;它們被太陽紫外線輻射電離後會發光,其過程與催生地球極光的過程類似。
這一切導致這顆行星的外觀就像一顆彗星,水星的尾巴已經被觀測到從離這顆行星近350萬公裡的地方流出。
有時,當太陽風以正確的方式吹向金星時,金星會有一個由電離氧組成的尾巴狀結構。彗星的尾巴中可能含有鈉。木星的衛星木衛一富含鈉元素。而地球的衛星月球,光禿禿的,沒有受到太陽風的保護,也有一個鈉尾巴,儘管它不像水星的尾巴那麼大,也不那麼豐富。
但水星的尾巴之所以特別還有另一個原因。通過在水星軌道的不同時間研究它,我們可以了解水星外逸層的季節性變化,以及太陽耀斑和日冕物質拋射等事件是如何影響這顆小行星的。
因為這條鈉尾巴被發現與巖質天體有關,在其它恆星周圍的系統中識別鈉可以幫助我們追蹤巖質系外行星,並評估它們潛在的宜居性。
這是一個美麗的例子,說明了行星之間的差異有多麼大——太陽系中的每一顆行星,甚至天王星和海王星,都有自己的特質。每一顆行星都是罕見而珍貴的,深入了解它們將為探索更大宇宙中的行星和行星系統做準備。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
原文來源:
https://www.sciencealert.com/the-tail-of-mercury