水星離太陽最近,為什麼水星上依然有水?

2020-12-04 李論科學

由於我們身處在太陽系,相對於宇宙中的其他天體來說我們有獨特的距離優勢。因此太陽系是我們在整個宇宙中,研究行星、衛星、小行星和彗星系統最透徹的地方。我們都想過一個問題,水星它叫「水星」,那麼它到底有沒有水呢?下面我們就解答這個問題。

起初的水星是一顆不為人知的星球

其實在整個太陽系統中,水星一開始是一顆最不為人知的行星。因為水星離太陽很近,我們無法用望遠鏡在良好的條件下看到它,如果我們直接用望遠鏡直接對準水星,太陽強烈的光線會破壞望遠鏡的光學系統!也正是因為這個原因,哈勃從未拍攝過水星的圖像。如果我們等到太陽落山之後去看水星,水星還是那麼小,那麼遙遠,地面上的望遠鏡幾乎無法分辨水星表面的特徵。

直到20世紀70年代初,NASA發射了水手10號宇宙飛船第一次探索太陽系的深處,我們也第一次獲得了水星的天體數據和清晰圖像。

水星上為什麼會有水?

跟我們預計的一樣,水星和月球有很多的相似之處:水星是一顆內太陽系中布滿隕石坑、無大氣的巖石天體。而且它還於月球有一個重要的相似特徵:不像我們地球那樣,水星的自轉軸幾乎於太陽的赤道平面垂直!也就是沒有傾角。事實上,在太陽系的所有行星中,水星有最小的軸向傾斜!

下面我們先說以下地球!在地球上,我們的軌道繞日軌道幾乎是一個完美的圓。沒錯,從技術上講地球的軌道確實是一個橢圓,但是地球在公轉軌道上離太陽最遠的地方,實際上只比離太陽最近的地方遠了3.5%。這就是為什麼地球的季節是由軸向傾斜決定的(23度)而不是地球軌道的偏心率。

(事實上,在地球北半球冬季的時候,地球在軌道上離太陽最近;但我們依然是寒冷的冬天,這說明軸向傾斜對季節的影響遠遠超過了軌道偏心率!)

但水星的情況與地球正好相反,實際上水星是最太陽系中的偏心率最大的行星!遠日點比近日點遠了52%!因為水星的軸向傾斜幾乎可以忽略不計(0.1°)所以水星軌道的橢圓度決定了水星表面的季節。因此與地球不同的是,地球上的每極都有6個月的白天,然後是6個月的夜晚,而水星的兩極上的太陽總是處在白晝交界線上。

上圖我們可以看到在水星南極上的陰影;這其實和月球南極的故事非常相似。月球相對於太陽的傾斜度只有1.4°,這意味著太陽光線總是擦過月球的兩極。

因為月球包括南極地區有大量的隕石坑,這就意味著如果兩極地區的隕石坑夠深,而且離南極足夠近,那麼隕石坑內部將永遠不會暴露在陽光下!

由於月球表面沒有大氣,因此來自太陽的輻射能量非常大,這些輻射粒子可以使月球上的任何原子或分子獲得足夠的動能脫離月球的引力。所以整個月球表面都沒有水分子,氫氣,氧氣,甲烷,氨,氮。只有月球外表面那些重一點的巖石顆粒。

但是在一個常年被陰影籠罩的隕石坑裡,溫度在50開爾文左右,一旦有物體掉入隕石坑,就永遠出不來了。

這包括來自彗星、小行星和其他任何降落在月球表面的物質。當然,彗星和小行星上裝載著我們最喜歡的化合物:水、甲烷和氨!

所以我們在月球上這些常年被陰影籠罩的隕石坑裡發現了水和有機物(任何含有碳鍵的分子)一點都不奇怪。隨著對水星雙重成像技術的出現,我們也在水星上這些永久被陰影籠罩的隕石坑中發現了水和有機物。

雖然這一切都在意料之中,根據月球的情況足以讓我們推斷出水星極地的隕石坑也有水的存在。但這也是一個偉大的發現!

總結:每個水星和月球一樣的星球上都有水!

這種情況在金星或木星上卻行不通,因為金星或木星的大氣會發生對流,將熱量帶到陰暗的隕石坑,從而阻止隕石坑無限期地容納物質。如果我們根據水星和月球的情況,更進一步去考慮太陽系外的其他恆星系統,這足以讓我們邁出令人信服的一步!

這預示著在任何恆星的周圍,任何沒有大氣和軸向傾斜足夠小的巖石行星上,在其兩極都會留下永久的隕石坑陰影,這些隕石坑將包含太陽系常見的冰和其他冰凍物質。除非一個這樣的巖石行星離母恆星非常近導致溫度過高,無法保存冰凍物質。(水星離太陽的平均距離超過5000萬公裡)

這就是為什麼水星上不僅有水,而且可能每個水星和月球一樣的星球上都有水!

相關焦點

  • 離太陽最近的行星_水星
    水星作為離太陽最近的類地行星,其體積和質量在八大行星中是最小的,有著八大行星中最大的軌道偏心率。它的自轉周期和公轉差不多,自轉為五十八個地球日,相當於地球的兩個月,公轉則是八十七個地球日。水星有著太陽系行星中最小的軌道傾角。水星軌道的近日點每世紀比牛頓力學的預測多出43弧秒(角秒)的進動,這種現象直到20世紀才從愛因斯坦的廣義相對論得到解釋。水星表面平均溫度約452K,變化範圍從90-700K,是溫差最大的行星。
  • 離太陽那麼近,為什麼叫水星?上邊有水嗎?
    由於我們身處在太陽系,相對於宇宙中的其他天體來說我們有獨特的距離優勢。因此太陽系是我們在整個宇宙中,研究行星、衛星、小行星和彗星系統最透徹的地方。我們都想過一個問題,水星它叫「水星」,那麼它到底有沒有水呢?水星的名字和我國古代的五行說有關係,不藉助望遠鏡,肉眼可見的行星只有金木水火土五顆,剛好和五行對應。
  • 為什麼水星上會有水的存在?它離太陽那麼近,是如何實現的?
    太陽系有八大行星,其中有四顆是類地行星,四顆是氣態行星。而這四顆類地行星都是靠近太陽的行星,其中處在宜居帶的有三顆,分別是金星,地球和火星。而水星則是處於宜居帶外,也是離地球最近的行星。相信很多朋友都明白,離太陽越近,這顆星球表面的溫度應該也越高,事實也的確如此,水星表面的溫度最高可達到427攝氏度,這樣的溫度絲毫不亞於金星。
  • 明明離太陽最近,為何水星上會有「冰火兩重天」?
    離太陽越近氣溫越高,這是我們的常識,也是物理學的規律之一。但在太陽系當中,晝夜溫差最大的卻是離太陽最近的水星。水星氣溫最高的時候高達420攝氏度,但氣溫最低時也能降低到零下170攝氏度以下。作為太陽的「貼身侍衛」 ,水星上面為什麼會出現如此「冰火兩重天」的天氣呢?
  • 水星那麼小,離太陽那麼近,為什麼沒有被太陽吞噬?
    水星是太陽系內體積和質量最小的行星,繞太陽公轉一圈需要88天。水星距離太陽平均5800萬公裡,水日之間的距離是太陽直徑的42倍,放在廣袤無垠的宇宙空間中來看還是蠻近的,它是離太陽最近的一顆行星。雖然離太陽比較近,但由於比較小,在地球表面肉眼不常見。
  • 水星離太陽有多遠?
    ­  水星以其灼熱的表面而聞名。它面向太陽的一面非常熾熱,赤道區域溫度高達 427 ℃,其表面沒有空氣,因為如果有任何大氣的存在,都會被太陽風吹走。這並不奇怪,因為它是離太陽最近的行星。­  但是具體有多近呢?平均來說:略大於地球和太陽之間距離的三分之一。然而,它的軌道偏心率也是太陽系的行星中最大的。
  • 水星上沒水為什麼叫水星 水星名字是怎麼得來的
    水星的轉速是很快的,很少有行星的轉速可以和水星相比較,而古人認為,他們所理解的金木水火土中,水也是很靈便的,可以很快的流向別的地方,所以叫做水星,水星還有很多的名字,還被稱作是啟明星、辰星,因為水星出現的是比較早的,經常伴隨著太陽出來
  • 水星離太陽最近卻也更寒冷,金星才是最熱的行星,這是為什麼?
    太陽系擁有八個大小不一特點不同的行星,其中離太陽最近的行星就有三個,分別是水星、金星、和我們人類生存的地球,其中水星離太陽最近,它的公轉圈的半徑都相對於其他七大行星來說最短小
  • 「水星」離太陽最近的地方
    伴隨著太陽星雲的冷卻和小顆粒的聚集、碰撞、堵塞,最終產生了少數大天體。在靠近太陽的溫暖區域裡,行星是巖石結構的。更遠的地方,在超越「雪線」的地方,行星則是巖石、冰、氣體的混合。 水星是所有類地行星中最靠近太陽的一個。水星直徑是4880千米,與之相比地球的直徑則是12576千米。
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  • 水星離太陽那麼近,為什麼被太陽吞噬呢?
    水星(英語:Mercury,拉丁語:Mercurius,符號:☿),在太陽系八大行星裡,水星是離太陽最近的行星。中國稱之為辰星。它每87.968個地球日繞行太陽一周,而每公轉2.01周同時也自轉3圈。水星照片眾所周知,太陽的體積和質量都是非常大的,強大的引力會把太陽系所有的天體都吸住;但與此同時所有的天體都以相當快的速度在圍繞著太陽運動
  • 即使是離太陽最近的行星,熾熱的水星也會產生冰
    水星的名聲很大程度上取決於它所在的位置——比太陽系中任何其他行星都更靠近太陽。這種距離意味著水星會變熱,真的很熱。然後,水星上有一些地方是太陽永遠不會照耀的。 在水星的兩極,就像月球一樣,有著所謂的「永久陰影區」(PSRs):儘管離太陽相對較近,但仍存在於永久黑暗狀態下的坑坑窪窪的凹槽。
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    有一天,孔子在雲遊的路上遇到了兩個小孩兒在爭論不休。孔子很好奇,於是就上前問道「你們在爭論什麼呢?」小孩說道「老爺爺您見多識廣,給我們評評理!早晨的太陽和中午的太陽哪一個離我們更近?」日地距離不過這兩個小孩說的近大遠小還是挺有道理的。在太陽系的八顆行星中,距離太陽最近的是水星。
  • 水星跟金星離我們這麼近,為什麼金星天天見?水星卻看不見?
    從地球上來只有上合,下合還有東大距,西大距等幾種現象。地外行星的相對運動現象多一點,本文用不到就不做贅述了。為什麼水星這麼難發現,但是最近金星卻這麼容易發現,每當太陽落山後,就在西天。特別的亮,可以說是天上除了太陽月亮以外最亮的星星了。我們之所以看到金星比較容易是因為金星處在東大距的時候。也就是說這時候金星與太陽離的高度差最大的時候。
  • 水星上沒有水?
    聽到這個名字,大家是不是會覺得火星上有「火」,也就是表面溫度很高。實則不然,火星之所以叫火星,是因為它起來是紅色的,就像燃燒的火焰一樣,所以也被稱作"紅色行星",但是它的表面溫度並不高,這是為什麼呢? 造成火星表面溫度不高的原因有這麼幾點: 1.離太陽較遠。
  • 水星距離太陽最近,金星第二,為何金星表面比水星還熱?
    太陽系是以太陽為中心的一個恆星系統,包含了8顆行星和無數小天體。在8顆行星中,距離太陽最近的是水星,其次是金星。作為太陽系唯一的熱源,太陽通過核反應,向周圍的宇宙空間提供熱量,給行星們加溫。按理說,離太陽最近的水星,應該是最熱的行星,金星次之。可是,事實卻並不是這樣的,根據科學家的探索,水星的表面最高溫度大約在427℃,這雖然很驚人,但是和金星表面的485℃相比,就有點小巫見大巫了。那麼,為何金星的軌道比水星遠了差不多6000萬公裡,得到的太陽輻射也只有水星的1/4,溫度卻高出來那麼多呢?
  • NASA:水星或含有水冰,沒想到你是這樣的水星
    水星在這項科學報告中,還指出了水星可能存在水冰。對於這一點,似乎有點顛覆我們的認知。由於水星是太陽系八大行星中離太陽最近的一顆,接收太陽能也是非常多,所以表面溫度非常高,白天可達400℃以上。水星為什麼炙熱的水星上存在水冰?
  • 離太陽最近的水星軌道上竟然也存在塵埃環!
    最近的一項研究表明,水星的超密軌道上有一個大的塵埃環。另一篇新論文的結論認為,一團尚未被發現的小行星雲可能在金星附近也形成了類似的光環。一個非常接近太陽的光環地球和金星都有共享自身軌道的塵埃環,因為行星用強大的引力牽引著這些粒子。然而,水星的軌道被認為沒有這樣的特徵。
  • 金星早就被太陽烤乾了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰?
    我們都知道,在太陽系的8大行星中,水星距離太陽最近,因此我們不難想像,水星被太陽炙烤的程度會比金星更高,所以水星也應該早就被太陽烤乾了。然而實際情況卻跟我們想像中的不大一樣,科學家告訴我們,儘管水星上沒有液態水,卻存在1000億噸的冰。這就有點讓人奇怪了,金星早就被太陽烤乾了,水星離太陽更近,為何會有1000億噸的冰呢?下面我們就來一起了解一下這是怎麼回事。