水星：个头小谜团多，表面 “冰火两重天” 的神秘行星揭秘

在太阳系中有一颗神秘的行星，它个头最小，却谜团最多；距离太阳最近，却难以被看清 ；在大多数时候，它离地球最近却极难探测。这颗行星就是水星。直到今日，只有两艘探测器探索过水星。它仍旧十分神秘！水星究竟隐藏着哪些不为人知的秘密呢？接下来，就让我们一起揭开水星的神秘面纱。

水星是太阳系中最小的行星，其赤道直径为4879公里，不仅比地球小得多，甚至比太阳系中最大的天然卫星木卫三、土卫六还要小。它的质量仅为地球的 5.5%，体积约为地球的 5.6% ，就像一个迷你版的地球。

虽然身形小巧，水星的密度却不容小觑。其平均密度达到了 5.43 克 / 立方厘米，在太阳系中仅次于地球，位列第二。若排除引力压缩的影响，制造水星的材料密度比地球还大，前者未压缩密度为 5.3 克 / 立方厘米，而地球只有 4.4 克 / 立方厘米。这一数据表明，水星内部很可能存在一个巨大的铁核，其直径大约占水星直径的 85%，相比之下，地球的核心仅占地球直径的54%。如此大比例的铁核，让水星显得与众不同。

水星是太阳系所有行星中轨道倾斜程度最大的。它的道平面与地球公转轨道平面（黄道面）存在着约 7° 的倾角 ，这一角度让水星的运行轨迹区别于太阳系内大部分行星近乎共面的特征。不仅如此，水星还是所有行星中轨道偏心率最大的。在公转过程中，水星离太阳最近时约 4600 万公里，最远时可达 6982 万公里，轨道偏心率高达0.21.也就是说，水星的轨道最不像一个圆。

受轨道特性影响，水星在抵达近日点时公转速度高达 58.98 公里 / 秒，远日点时大约38.86公里/秒，平均速度为 47.36 千米 / 秒，是太阳系中公转速度最快的行星。它每88个地球日就会太阳一周。有趣的是，水星的自转和公转之间存在着 3:2 的自旋轨道共振现象。也就是说，水星绕太阳每转两圈，就绕轴自转三圈。由于这种奇特的关系，水星的自转周期（恒星日）大约是 58.7 个地球日，而水星上的一天（太阳日）大约是 176 个地球日。水星上的一天等于水星上的两年。水星上的日历真的是很神奇啊！

水星是最难从地球观测的行星之一。从地球上观测水星，它与太阳之间的角距离不会超过28°，因此大部分时间它都淹没在太阳的眩光中，只有在清晨或黄昏的短暂时间内，才有可能被观测到。由于安全程序的限制，哈勃太空望远镜根本无法指向太阳附近，也就无法观测到水星。然而，有一种罕见而壮观的天文现象，能让我们有机会目睹水星穿梭于太阳表面的独特景象，那就是水星凌日。

水星凌日发生的原理与日食相似。当水星运行到地球和太阳之间，并且三者恰好或几乎在同一条直线上时，在地球上的人们就能看到一个小黑点在太阳表面缓慢移动，这便是水星凌日现象。由于水星的轨道平面与地球的轨道平面存在约 7° 的夹角，因此水星凌日并不常见，平均每 100 年大约发生 13 次。每次水星凌日的持续时间也不尽相同，短则几个小时，长则可达近 9 个小时。

水星是太阳系中昼夜温差最大的行星。水星距离太阳很近，白天时在太阳的强烈辐射下，温度可高达 427℃，足以熔化铅等金属。然而，水星的大气层极为稀薄，气压小到几乎可以忽略不计，无法保持热量，到了晚上温度会骤降至 - 173℃左右，昼夜温差高达 600℃，简直就是一个冰火两重天的世界啊！

我们通过实行探测器传回来的照片发现，水星的表面布满了密密麻麻的撞击坑，与月球表面十分相似。这些撞击坑是在漫长的岁月里，无数小行星和彗星撞击水星留下的痕迹。水星上已发现的直径超过100公里的撞击坑就有15个。

在众多撞击坑中，卡洛里盆地最为引人注目。它直径达 1550 公里，是水星上最大的撞击坑。天文学家认为，它是一颗直径至少100公里的小行星撞击形成的。这次撞击的威能量相当于1万亿颗百万吨当量氢弹。它在撞击盆地的周围环绕着高达 2公里，并向外延伸数百公里的山脉。撞击产生的地震波传递到了卡路里盆地的对拓点上，并在那里形成了一个由裂缝、断层、山丘和山谷组成的奇特隆起区域。也就是说，这个小行星不仅给水星撞出了一个“大坑”，而且还让大坑的对面鼓起了一个“大包”。

除了撞击坑，水星表面还有其他独特的地貌。研究表明，水星曾经存在过火山活动，其表面的一些平原可能就是火山喷发形成的熔岩流堆积而成。此外，科学家推测，在水星形成初期，可能曾经历过全球性的岩浆海洋阶段，这对水星的演化产生了深远影响。

很难想象，信使号探测器在被太阳不断炙烤的水星上发现了水。这些水存在于水星的两极地区。天文学家猜测，它们可能是由水星内部的水蒸气逃逸出来凝结形成的，也有可能是彗星撞击水星带来的。它们为什么会在水星上长期存在呢？原来，由于水星的自转轴倾角非常小，几乎垂直于其公转轨道平面，两极地区的一些环形山底部永远见不到太阳，温度极低，使得水能够以冰的形式存在。

水星是最难从地球到达的行星。由于水星十分靠近太阳且高速运转，因此它成了探测器最难靠近的天体。探测器要想安全抵达水星，既要有足够的速度追上水星，又避免因为速度过快而坠入太阳。此外，水星表面的极端高温，对探测器的热防护设计提出了极高的要求。

截至 2023 年，只有两艘太空探测器访问过水星：1973 年发射的 “水手 10 号”和2004 年发射的 “信使号”。“水手 10 号” 受制于当时的技术水平，无法实现稳定的环绕探测，只能 3 次飞掠水星；“信使号” 经过 6 年半的漫长旅程，才进入水星轨道。

虽然水星离太阳最近，但它看上去却非常灰暗。这是因为水星的反照率只有0.09，是八大行星中反照率最低的行星。它的反照率甚至比月球还低。这其中的原因天文学家已经为我们揭开了。这是因为水星表面的岩石中含有大量石墨。

水星，这颗太阳系中的神秘 “小个子”，虽然看似不起眼，却蕴含着无尽的奥秘。你还知道水星的哪些有趣天文知识呢？一起分享一下吧！