太阳系中最小的行星

2014-05-16 05:30闻新肖睿铮
太空探索 2014年10期
关键词:环形山信使水星

□ 闻新 肖睿铮

水星的命名

几千年前,人们观察到在天空中有一颗“星星”似乎总是跟随着太阳。此“星星”在日出之前可以在低空中看到并在日落后才能再次看到。一些人认为他们在早上看到的和在傍晚看到的是两个不同的物体。后来,古希腊人发现这两颗“星星”实际上就是同一颗星星,即水星。

因为水星从一个晚上到下一个晚上似乎在天空中运动的非常快,所以罗马人用长着翅膀的敏捷信使神的名字“Mercury”来命名水星。在神话中,Mercury为了快速飞行,穿着一双插着翅膀的鞋戴着一顶插着翅膀的帽子。

另外,水星的表面很像月球,满布了环形山、大平原、盆地和断崖。像月球上的环形山一样,水星上的环形山也被赋予了不同的名字。与月球上的环形山大都用科学家的名字来命名不同,水星上的环形山的名字都是以文学艺术家的名字来命名的。

水星在星空的位置

通常水星在太阳附近,观察到水星并不容易,因为它通常是在夕阳的余晖或日出的光芒中消失。

天空晴朗时分,在刚刚日落的西半球低空或刚刚日出的东半球低空可以看见的一颗中等亮度的星体,既是水星,但是如果你在这个天空方位中看到一颗非常明亮的星星,那可能是金星。

水星靠近地球时位于西方,远离地球时位于东方。当水星与地球位于太阳相反的两侧时,便无法看到。当你观察水星时,最好用望远镜。在一年期间,观测水星的最佳月份是3—4月,或 9—10月,即春分和秋分前后。如果连续观察一段时间,你会发现在不同方位观察水星时,水星形状会发生改变。

在地面观察水星

水星为何不易看到?

“哥白尼与神对话”——艺术家J a n Matejko于1872绘制的作品

水星很难被观察到主要有两个原因,第一个原因是北半球不适合观测水星,因为每当水星处于其远日点时,水星的赤纬总是低于太阳赤纬。对北半球的观察者而言,水星几乎与太阳同升同落。反之水星到了近日点时,北半球观测者看到的水星虽然比太阳赤纬高,但近日点毕竟才18度的距角,所以水星还是难以观测。这种情况需要再过几千年水星近日点进动90度后才能得到改观。

第二个原因是地理纬度越高,内行星越难观察。纬度高的地区,太阳的晨昏朦影时间很长,即日出前或者日落后很久,天空依然明亮,所以不利于观测水星。

哥白尼是第一个解释了为什么水星没有穿越整个星空而仅在太阳附近摆动的人,传说中,天文学家哥白尼一生中最遗憾的事情就是从来没有看见过水星。

水星上会有生命吗?

水星是太阳系中最不受生物欢迎的行星之一,水星白天灼热的气温使它不可能适合生命生存。生命确实无法在真空中生长,水星的大气层接近真空。另外,水星稀薄的大气层会使得危险的太阳射线到达水星表面,这些射线会很快杀死水星表面大部分活的有机物。

近年来,研究人员根据望远镜观测到的证据表明,在水星的北极存在被冰冻的汞和有机物质。它们很可能是一些类似于煤炭的物质,也许是数百万年前彗星在撞击小行星时形成的。

有些科学家认为,在水星南北极的环形山附近,很可能是适合人类殖民的地方, 因为那里的温度常年恒定(大约-200℃)。这是因为水星微弱的轴倾斜以及基本没有大气,所以有日光照射的部分的热量很难被传播至此,甚至水星两极较为浅的环形山底部也总是黑暗的。

如果在水星南北极的环形山附近建筑人类移民基地,人类的建设活动将能加热那里,并达到一个舒适的温度。

黄色部分为“信使”号探测器发现水星存在有机物的地点

水星凌日

2003年5月7日水星凌日期间拍摄的照片(太阳上的一系列小圆黑点是水星在不同时刻遮挡所致,太阳黑子位于太阳中央)

地球和水星各自在自己的轨道上绕太阳公转,只有水星运行到太阳与地球之间,并且三者基本上位于一条直线时,就会出现水星凌日现象。当发生水星凌日时,我们在太阳的圆面上会看到一个小黑点穿过。其道理与日食类似,但不同的是水星比月亮离地球远,水星挡住太阳的面积也特别小,不足以使太阳光线强度减弱,所以,用肉眼是很难观察到的。

事实上水星凌日,也好比一只小鸟恰巧从日轮前飞过似的。每100年时间里,水星凌日现象会发生13或14次。

水星“之最”

在太阳系的八大行星中,水星有其独特性,“之最”不少:水星由石质和铁质构成,没有卫星围绕着它运行;水星是距离太阳最近的一个类地行星,因此它不仅是温度最高的行星,而且经常会被猛烈的太阳淹没,所以是太阳系中最难细致观察的行星。水星还是太阳系中运动最快的行星,它围绕太阳一周只需88天。水星是太阳系中密度非常大的行星。自从冥王星被“降级”之后,直径4878千米的水星成为太阳系中体积最小的行星。

“信使”号拍摄的五彩缤纷的水星(不同颜色表示不同区域的化学、矿物和物理性质)

水星上有水吗?

“信使”号证明水星表面存在水

科学家认为水星极地可能存在冰,它们藏在背阴处深邃的火山坑里,未遭受太阳光的炙烤。

1991年8月,当水星飞至离太阳最近点,美国天文学家用巨型天文望远镜对水星观测,得出惊人结论:水星表面的阴影处,存在着以冰山形式出现的水。2011年,美国 “信使”号探测器对水星进行为期一年的探测工作,意外发现了水星存在巨大悬崖。“信使”号发回的图像标明了水星背阴处的火山坑里“明亮沉积物”的具体位置,证实了水星存在冰的猜测。

下期预告:在晴朗的夜晚仰望星空,我们会看到一颗最亮的星星,它就是金星。金星是距离地球最近的行星,因为它经常被云雾遮盖,所以不借助航天探测器是很难看清其真实面目的。下期将介绍“金星”1号、“水手”号以及“麦哲伦”号等航天器对金星奥秘的探索。

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