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全面了解太陽系
查字典地理網(wǎng) 來源|2017-04-25 發(fā)表|教學(xué)分類:地理科普

地理學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)資料

水星基本參數(shù):

軌道半長徑:5791萬 千米 (0.38 天文單位)

公轉(zhuǎn)周期:87.70 天

自轉(zhuǎn)周期:58.65 日

平均軌道速度:47.89 千米/每秒

軌道偏心率:0.206

軌道傾角:7.0 度

行星赤道半徑:2440 千米

質(zhì)量(地球質(zhì)量=1):0.0553

密度:5.43 克/立方厘米

衛(wèi)星數(shù): 無

公轉(zhuǎn)軌道: 距太陽 57,910,000 千米 (0.38 天文單位)

赤道逃逸速度 4.25 km/sec 平均地表溫度 179C

最高地表溫度 427C 最低地表溫度 -173C

大氣組成 氦 42% 鈉 42% 氧 15% 其它 1%

早在公元前3000年的蘇美爾時代,人們便發(fā)現(xiàn)了水星,古希臘人賦于它兩個名字:當(dāng)它初現(xiàn)于清晨時稱為阿波羅,當(dāng)它閃爍于夜空時稱為赫耳墨斯。不過,古希臘天文學(xué)家們知道這兩個名字實(shí)際上指的是同一顆星星,赫拉克賴脫(公元前5世紀(jì)之希臘哲學(xué)家)甚至認(rèn)為水星與金星并非環(huán)繞地球,而是環(huán)繞著太陽在運(yùn)行。

僅有水手10號探測器于1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表面的45%(并且很不幸運(yùn),由于水星太靠近太陽,以致于哈博望遠(yuǎn)鏡無法對它進(jìn)行安全的攝像)。

水星的軌道偏離正圓程度很大,近日點(diǎn)距太陽僅四千六百萬千米,遠(yuǎn)日點(diǎn)卻有7千萬千米,在軌道的近日點(diǎn)它以十分緩慢的速度按歲差圍繞太陽向前運(yùn)行(歲差:地軸進(jìn)動引起春分點(diǎn)向西緩慢運(yùn)行,速度每年0.2,約25800年運(yùn)行一周,使回歸年比恒星年短的現(xiàn)象。分日歲差和行星歲差兩種,后者是由行星引力產(chǎn)生的黃道面變動引起的。)在十九世紀(jì),天文學(xué)家們對水星的軌道半徑進(jìn)行了非常仔細(xì)的觀察,但無法運(yùn)用牛頓力學(xué)對此作出適當(dāng)?shù)慕忉?。存在于?shí)際觀察到的值與預(yù)告值之間的細(xì)微差異是一個次要(每千年相差七分之一度)但困擾了天文學(xué)家們數(shù)十年的問題。有人認(rèn)為在靠近水星的軌道上存在著另一顆行星(有時被稱作Vulcan,祝融星),由此來解釋這種差異,結(jié)果最終的答案頗有戲劇性:愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認(rèn)可此理論的早期,水星運(yùn)行的正確預(yù)告是一個十分重要的因素。(水星因太陽的引力場而繞其公轉(zhuǎn),而太陽引力場極其巨大,據(jù)廣義相對論觀點(diǎn),質(zhì)量產(chǎn)生引力場,引力場又可看成質(zhì)量,所以巨引力場可看作質(zhì)量,產(chǎn)生小引力場,使其公轉(zhuǎn)軌道偏離。類似于電磁波的發(fā)散,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場,傳向遠(yuǎn)方。--譯注)

在1962年前,人們一直認(rèn)為水星自轉(zhuǎn)一周與公轉(zhuǎn)一周的時間是相同的,從而使面對太陽的那一面恒定不變。這與月球總是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年,通過多普勒雷達(dá)的觀察發(fā)現(xiàn)這種理論是錯誤的?,F(xiàn)在我們已得知水星在公轉(zhuǎn)二周的同時自轉(zhuǎn)三周,水星是太陽系中目前唯一已知的公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期共動比率不是1:1的天體。

由于上述情況及水星軌道極度偏離正圓,將使得水星上的觀察者看到非常奇特的景像,處于某些經(jīng)度的觀察者會看到當(dāng)太陽升起后,隨著它朝向天頂緩慢移動,將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來,經(jīng)過短暫的倒退過程,再次停頓,然后繼續(xù)它通往地平線的旅程,同時明顯地縮小。在此期間,星星們將以三倍快的速度劃過蒼空。在水星表面另一些地點(diǎn)的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運(yùn)動。

水星上的溫差是整個太陽系中最大的,溫度變化的范圍為90開到700開。相比之下,金星的溫度略高些,但更為穩(wěn)定。

水星在許多方面與月球相似,它的表面有許多隕石坑而且十分古老;它也沒有板塊運(yùn)動。另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米)。水星是太陽系中僅次于地球,密度第二大的天體。事實(shí)上地球的密度高部分源于萬有引力的壓縮;或非如此,水星的密度將大于地球,這表明水星的鐵質(zhì)核心比地球的相對要大些,很有可能構(gòu)成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的硅酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質(zhì)核心半徑為1800到1900千米,是水星內(nèi)部的支配者。而硅酸鹽外殼僅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融狀。

事實(shí)上水星的大氣很稀薄,由太陽風(fēng)帶來的被破壞的原子構(gòu)成。水星溫度如此之高,使得這些原子迅速地散逸至太空中,這樣與地球和金星穩(wěn)定的大氣相比,水星的大氣頻繁地被補(bǔ)充更換。

水星的表面表現(xiàn)出巨大的急斜面,有些達(dá)到幾百千米長,三千米高。有些橫處于環(huán)形山的外環(huán)處,而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據(jù)估計(jì),水星表面收縮了大約0.1%(或在星球半徑上遞減了大約1千米)。

水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直徑約為1300千米,人們認(rèn)為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太陽系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同時造成了星球另一面正對盆地處奇特的地形。

除了布滿隕石坑的地形,水星也有相對平坦的平原,有些也許是古代火山運(yùn)動的結(jié)果,但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結(jié)果。

水手號探測器的數(shù)據(jù)提供了一些近期水星上火山活動的初步跡象,但我們需要更多的資料來確認(rèn)。

令人驚訝的是,水星北極點(diǎn)的雷達(dá)掃描(一處未被水手10號勘測的區(qū)域)顯示出在一些隕石坑的被完好保護(hù)的隱蔽處存在冰的跡象。

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