
太阳系有着许许多多的奥秘。如果你想要知道其中那些最大奥秘的答案,那么越接近太阳越好。建议你最好到水星去,它是太阳系中的一颗“谜星”,而且还是一颗能——
夜空中有一颗明亮的星,依偎在太阳的身旁。它在我们的眼前晃来晃去,我们用肉眼就可以看得见它,但却很难见到它。对于我们来说,这颗星拥有太多的秘密:它离太阳不远,位于太阳系最热的一端,蕴藏着许多太阳系形成时期的古老信息;它是一颗地球型行星,和地球连理同根,“血缘”相近,拥有大量尚未知晓的地球型行星的秘闻;它最接近太阳,只要能精确地测量它的运动,它就可以被看作是检验爱因斯坦的广义相对论的优质“杆秤”。如果我们把这颗星比作太阳系中的一只“麻雀”,那么解剖这只“麻雀”,对于天文学、地球科学和基础物理学来说,都具有重要的意义。这颗星,西方人叫它“麦邱立”,而我们中国人则称它为“水星”。
五个极端
水星是太阳系八大行星之一,同金星、地球和火星一道,属于内行星。不过,与其他内行星相比,水星显得很特殊,表现在它明显存在五个“极端”: 离太阳极端近,温差极端大,体积极端小,密度极端高,人类对它考察得极端少。
水星是太阳系中最接近太阳的大行星,到太阳的距离最近时只有4600万公里,最远时有7000万公里,平均5800万公里,约等于地球到太阳平均距离的1/3。由于接近太阳,受到强大的太阳引力吸引,水星时时都有被拉向太阳的危险。为了抵御强大的太阳吸引力而不至于落到日面,水星依照万有引力定律在轨道上快速奔跑,利用奔跑产生的离心力平衡太阳的强大吸引力。据计算,水星的运行速度平均为每秒47.89公里,88天就绕太阳运行1圈。
由于接近太阳,水星深深地沐浴在太阳的光辉之下,还“游弋”在太阳强大的“引力海洋”之中。因此,无论是在地面还是在空间,我们都很难观测水星。在地面看水星,它与太阳分开的最大角度是28.3度,只能在清晨太阳出山前或黄昏太阳落山后不久的时间段内看到它。所以,虽然人类早在公元前3000年就已知道水星的存在,但迄今为止,对于水星的地面观测资料依然很少。而在空间探测水星,由于强烈的阳光照射和巨大的太阳引力,飞船很难进入环绕水星的观测轨道,即使借助其他力量进入了观测轨道,飞船及其上面的仪器设备也难以承受时而高温、时而寒冷的巨大温差变化。由于接近太阳,水星的表面温度差异很大。在阳光照耀下,水星表面温度能高到427℃;而在水星两极常年照不到阳光的陨击坑中,温度却低到零下183℃。因此,到目前为止,只有“水手10号”和“信使号”两艘飞船考察过水星,其中“水手10号”只拍摄到44%的水星表面图像,而“信使号”只探测过水星一回。此外,这两艘飞船还都是在环绕太阳运行的轨道上接近水星的。因为被观测得太少,难怪水星至今在许多方面都还是谜。
水星的直径是4880公里,不到地球的2/5,仅比月球大一点,比太阳系里最大的两颗卫星——木卫三和土卫六还小。以前说在太阳系九大行星中,水星仅比冥王星大,现在冥王星已被逐出“大行星”行列,水星便成为太阳系中体积最小的“大行星”。
别看水星体积小,它却是太阳系里星体物质最稠密的天体。水星密度为每立方厘米5.43克,略小于地球。这里所说的密度不包含“引力压缩效应”,也就是说,没有考虑行星引力对行星密度的影响。如果考虑“引力压缩效应”,水星密度为每立方厘米5.3克,地球为4.4克,水星密度比地球大。因此,可以说水星是太阳系天体中密度最大的天体。
.....
撰文 徐永煊
完整的故事,请阅读《大自然探索》杂志2008年第7期


