行 星 世 界
水星
在九大行星中水星在軌道上前進的速度最快。水星以平均每秒4789千米的速度在軌道上飛跑,繞太陽1周僅僅隻需要87969日。水星與地球的會合周期是11588日,大約是個月的時間,當水星經過太陽和地球之間,如果正碰上水星在遠日點的位置時,水星和地球的距離最近。這時它們相距隻有8000萬千米,它的視直徑隻有12″。不過這個時候水星被太陽照亮的一麵背對著我們,所以我們無法看到它。當水星轉到和地球相對的太陽另一麵時,它與地球的距離可以遠到22000萬千米。那時它向著我們的一麵被太陽照亮,很容易在望遠鏡裏看到它,但是它的圓輪直徑已經縮小到隻有4″5了。
水星是內行星,所以它像月亮有月相一樣,表現出一連串的相位變化,在它與地球的一個會合周期裏這些位相連續地變化著。
由於我們隻用肉眼是看不到水星的視圓麵,所以也看不到水星的位相變化。當哥白尼提出日心論的時候,那些維護地心論的人就以水星、金星沒有相位變化來為地心論辯解;他們說:“如果水、金兩星在地球的軌道之內環繞太陽運行,它們便應該表現位相”。哥白尼當時就回答他們說:“上帝將使人們發明儀器幫助視力,有一天你們會看見這些位相的。”後來果然如哥白尼預言的那樣,伽利略發明了天文望遠鏡以後,他首先看到了內行星的位相變化,給哥白尼的日心論以強有力的支持。
水星在繞太陽公轉的同時本身也在自轉著。過去一直、認為水星的自轉周期與公轉周期相等,也是87969日。後來測量儀器有了發展,在1965年利用射電方法測得水星的自轉周期是58646日。天文學家立刻就發現水星的這個新測定的自轉周期恰與它的公轉周期之比為2:3,也就是說水星每自轉3圈所需的時間,恰好是它繞日公轉兩圈的時間。這種現象在天體力學上稱為自轉-公轉耦合現象。耦合當然不是巧合,它是行星動力學演化的結果,是揭示太陽係起源和演化所必須研究的一個內容。
由於水星自轉-公轉耦合現象,使水星上的時間和季節概念與地球上大不相同。如果我們把兩次日出東方的時間間隔稱為一個太陽日,那麼水星上的一個太陽日竟長達176個地球日,也就是說水星上的一天等於地球上的兩年。在太陽係九大行星當中,水星的晝夜是最長的了,水星上的時間是多麼有趣呀!在九大行星中它離太陽最近,轉動。又最快,所以水星的一年最短,可是水星上的一天卻又最長!
水星沒有衛星,所以在那裏沒有“月”的概念。水星的自轉軸與它公轉軌道麵幾乎垂直,所以在水星上沒有隨緯度不同的季度變化。由於水星在近日點時總是以同一經度朝著太陽,在遠日點時總是以相差90°的經度朝著太陽,所以在水星上會隨著經度不同出現季節變化,這也是太陽係中的一大奇觀。
水星比地球小得多,它的半徑是地球半徑的383%,約2440千米。它的質量是333×1026克,平均密度是546克/厘米,隻比地球的平均密度略小一些。水星表麵上物體的逃逸速度很小,隻有每秒43千米。
美國在1973年11月3日發射的“水手10號”行星際探測器,是迄今為止向水星發射的唯一的探測器。在“水手”10號飛向水星和環繞水星飛行的17個月旅途中,它在1974年3月29日、9月21日和1975年3月16日三次經過水星附近。在靠近水星的時候它探測到許多有關水星的情報,發回了大量清晰的電視傳真照片和大量的寶貴數據。
由於水星的直徑比地球小得多,密度卻又與地球差不多,因此估計水星具有一個巨大的鐵質內核。水星核的質量占水星總質量的70%~80%,鐵核的一部分處於液態。在鐵核的外麵有一層厚約500~600千米的矽酸鹽包層。水星有一個和地球相似的內核,又有一個與月球相近的表麵,這是它與其它行星都不相同的獨特之處。