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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