水星是什么样子的

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水星
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水星的符号
轨道参数
半长径 0.38709893 天文单位
偏心率 0.20563069
倾角 7.00487°
公转周期 87.9693 天
自转周期 58.6462 天
物理参数
质量 3.302×1023 千克
平均半径 2440 ± 1 千米
平均密度 5.427 克/厘米3
表面重力 (赤道) 3.701 米/秒2
逃逸速度 4.435 千米/秒
水星是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序排列为第一颗.
目录
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* 1 概述
* 2 物理性质
o 2.1 大气
o 2.2 温度和日照情况
o 2.3 地形地貌
o 2.4 内部物质组成
o 2.5 公转
o 2.6 自转
o 2.7 磁场
o 2.8 水星上的铁
o 2.9 水星上的冰
* 3 水星探索
o 3.1 早期
o 3.2 美国国家航空航天局
o 3.3 日本和欧洲航天局
o 3.4 成为人类殖民地的可能
* 4 关于水星的科幻
* 5 请参阅
* 6 参考文献
* 7 外部链接
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概述
水星在太阳系中是第二小的行星,比月球大1/3,它同时也是最靠近太阳的行星. 水星目视星等范围从 0.4 到 5.5；水星太接近太阳,常常被猛烈的阳光淹没,所以望远镜很少能够仔细观察它.水星没有自然卫星.唯一靠近过水星的卫星是美国探测器水手10号,在1974年—1975年探索水星时,只拍摄到大约45%的表面(见右图).水星是太阳系中运动最快的行星.
水星的英文名字Mercury来自罗马神墨丘利.符号是上面一个圆形下面一个交叉的短垂线和一个半圆形(Unicode: ☿). 是墨丘利所拿魔杖的形状.在第5世纪,水星实际上被认为成二个不同的行星,这是因为它时常交替地出现在太阳的两侧.当它出现在傍晚时,它被叫做墨丘利；但是当它出现在早晨时,为了纪念太阳神阿波罗,它被称为阿波罗.毕达哥拉斯后来指出他们实际上是相同的一颗行星.中国古代则称水星为“辰星”.
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物理性质
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大气
水星只有微量的大气.水星的大气极其稀薄.实际上,水星大气中的气体分子与水星表面相撞 的频密程度比它们之间互相相撞要高.出于这些原因,水星应被视为是没有大气的.“大气”主要由氧,钾和钠组成.
组成水星大气的原子不断的被遗失到太空之中,由于钾或钠原子在一个水星日 (一个水星日——在其近日点一日时间的一半)上大约有3小时的平均 "寿命".散失的大气不断地被一些机制所替换,如被行星引力场俘获的,火山蒸汽,以及两极的冰冠的除气作用.
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温度和日照情况
水星表面平均温度约452K,变化范围从90到700K,是温差最大的行星；可以比较一下地球,地球上的度温变化只有11K.(这里只是太阳辐射能量,不考虑“季节”,“天气”) 水星的表面的日照比地球强 8.9 倍,总共辐照度有 9126.6W/m2.
令人惊讶地,在1992年所进行的雷达观察显示,水星的北极有冰.一般相信,这些冰存在于阳光永无法照射到的环形山底部,由于彗星的撞击和/或行星内部的气体冒出表面而积累的.
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地形地貌
水星的环形山很类似月球.水星表面最显著的的特证(只包括已经被拍摄过的部分)之一是一个直径达到1350km的冲击性环形山：卡路里盆地,是水星上温度最高的地区.水星地形被标记为多起伏的,原因是几十亿年前水星的核心冷却收缩引起的外壳起皱.大多数的水星表面包括二个不同的年龄层；比较年轻的比较平,或许是因为溶岩浸入了较早地形的结果.除此之外,水星有“显著性”的“周期性膨胀”.
水星的表面很像月球,满布著环形山、大平原、盆地、辐射纹和断崖.1976年,国际天文学联合会开始为水星上的环形山命名.
水星的地形特征列于下：
* 环形山——请参阅水星环形山列表
* 反照率特征 (标识出不同区域的反射情况)
* 大山脉——请参阅水星大山脉列表
* 山脉
* 大平原——请参阅水星平原列表
* 断崖——请参阅水星断崖列表
* 大峡谷——请参阅水星峡谷列表
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内部物质组成
这个行星有一个相对大的(即使是与地球相比)的铁质核；水星由大约 70% 的金属和 30% 的硅酸盐组成,以致密度较高.平均密度是 5430kg/m3；略微地小于地球密度,却比金星大.地球高密度产生的原因是地球的质量压缩了地球的体积.水星的质量只有地球的 5.5%——铁核占据了 42% 的行星容积(地核只占 17% ),核的周围是 600km 厚的行星幔.水星的总重量约为30 000亿亿tonnes.
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公转
水星的运行轨道是偏心的,半径从 46M 到 70M 变化.围绕太阳的缓慢岁差不能完全地被牛顿经典力学所解释,以致于在一段时间内很多人用设想的另外一个更靠近太阳的行星(有时被称为火神星)来解释这个混乱.这称为“水星近日点进动”.无论如何,爱因斯坦的广义相对论后来提供了一种可以消除这个小误差的解释.
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自转
1889年意大利天文学家夏帕里利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天.直到1965年,美国天文学家才测量出了水星自转的精确周期58.646天.
在一些时候,在水星的表面上的一些地方,在同一个水星日里,当一个观测者(在太阳升起时)时观测,可以看见太阳先上升,然后倒退最后落下,然后再一次的上升.这是因为大约四天的近日点周期,水星轨道速度完全地等于它的自转速度,以致于太阳的视运动停止,在近日点时,水星的轨道速度超过自转速度；因此,太阳看起来会逆行性运动,在近日点后的四天, 太阳恢复正常的视运动.
直到1965年使用雷达观测后,观察数据否决了水星对太阳是潮汐固定的的想法：自转使得所有时间里水星保持相同的一面对着太阳.水星轨速振谐为3:2 ,这就是说自转三次的时间是围绕太阳公转两次的时间；水星的轨道离心使这个谐振持稳.最初天文学家认为它有被固定的潮汐是因为水星处于最好的观测位置,它总是在 3:2 谐振中的相同时刻,展现出相同的一面,就如同它完全地被固定住一样.水星的自转比地球缓慢 59 倍.
因为水星的 3:2 的轨速比率, 一个恒星日 (自转的周期) 大约是58.7个地球日,一个太阳日(太阳穿越两次子午线之间的时间)大约是176个地球日.
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磁场
不管它的缓慢自转,水星有一个相对强劲的磁気圈,是地球产生的磁场力的 1%.这个磁场以一个方式类似地球的方式被产生,是借着核心金属液体的流动产生的电场；目前的估计水星的核心不足以热到来液化镍-铁合金,但是它应该可以液化一些低熔点的物质例如说硫或锍.也可能水星的磁场是一个现在已经停止的早期的发电机效应产生的残余产品,磁场已经"冻结(保存)"在了固体磁性材料中.
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水星上的铁
水星所含有的铁的百分率超过任何其他已知的星系行星.这里有数个的理论被提出来说明水星的高金属性.
一个理论说本来水星有一个和普通球粒状陨石相似的金属—硅酸盐比率. 那时它的质量是目前质量的大约 2.25 倍,但在早期太阳系的历史中的某个时间,一个星子/微星体撞掉了水星的 1/6.影响是水星的地壳 和 地幔 失去了.类似的另外一个理论是一个用来解释地球月亮的形成的,参见巨物影响理论.另一种说,水星可能在所谓太阳星云早期的造型阶段,在太阳爆发出它的能量之前已经稳定.在这个理论中水星那时大约质量是目前的两倍；但因为原恒星收缩,水星的温度到达了大约 2500K 到 3500K 之间；甚至高达 10000K.许多的水星表面的岩石在这种温度下蒸发,形成 "岩石蒸汽",随后,"岩石蒸汽" 被星际风暴带走.第三个理论,类似第二个,认为水星的外壳层是被太阳风长期侵蚀掉了的.
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水星上的冰
在1992年的雷达观察中显示水星含有冻结的水冰.这被认为只存在于那永远的阴暗一面的环形山底,被彗星和/或从行星内部喷发出来并堆积在那里.
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水星探索
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早期
水星最早被闪族人在(西元前三千年)发现,他们叫它 Ubu-idim-gud-ud.最早的详细记录观察数据的是巴比伦人,他们叫它 gu-ad 或 gu-utu. 希腊人给它起了两个古老的名字,当它出现在早晨时叫阿波罗, 当它出现在傍晚叫赫耳墨斯,但是希腊天文学家知道这二个名字表示的是同一个东西.希腊哲学家赫拉克利特甚至认为水星和金星(维纳斯星)是绕太阳公转的而不是地球.水星的观测因为它过于接近太阳而变的非常复杂；在地球可以观测它的唯一时间是在日出或日落时.
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美国国家航空航天局
靠近过水星的唯一太空舱是水手10号.最近有一个被美国国家航空航天局批准的项目, 项目被命名为MESSENGER("信使号",是 MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging 的字母缩写, 意为 "水星表面, 空间环境, 地理化学和全向遥测"), 已在2004年6月送出, 在2011年三月到达水星.
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日本和欧洲航天局
日本计划加入欧洲航天局的一个叫做BepiColombo的项目, 这个项目将发射二个环绕水星飞行的飞船, 计划一个给水星做地图, 一个研究它的磁场. 初步的计划中包括的登陆器已经放弃了. 俄国人在2011年-2012年之间用联盟火箭送出他们的飞船, 飞船将在四年后到达水星, 将会绕轨道飞行, 制地图并且研究它的磁场.
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成为人类殖民地的可能
在水星南北极的环形山是一个很有可能适合成为地毬外人类殖民地的地方, 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因为基本没有大气, 所以从有日光照射的部分的热量很难携带至此,即使水星两极较为浅的环形山底部也总是黑暗的.适当的人类活动将能加热殖民地以达到一个舒适的温度,周围一个相比大部分地毬区域来说较低的环境温度将能使散失的热量更易处理.
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关于水星的科幻
水星是科幻小说作者感兴趣的题材. 主题主要包括暴露在太阳辐射下的危险;停留在水星缓慢移动的明暗界线(白天与夜晚之间的界线)上被过度辐射所伤害的可能和独裁政府(可能因为水星表面温度很高的缘故)
* Eric Rucker Eddison's series of fantasy novels starting with The Worm Ouroboros (1922) is set on Mercury, but the name is used purely for its exotic value, without regard to facts known about it at the time.
* H. P. Lovecraft's The Shadow Out of Time briefly mentions the planet: "Later, as the Earth's span closed, the transferred minds [of the Great Race of Yith] would again migrate through time and space —to another stopping place in the bodies of the bulbous vegetable entities of Mercury."
* Only a little more realistic is Kurt Vonnegut's, novel The Sirens of Titan (1959), in which mindless creatures called symphoniums inhabit the caves of Mercury.
* Isaac Asimov's short story 'Runaround' in the collection I, Robot (1950) takes place on Mercury and involves a robot specially designed to cope with the intense solar radiation on the planet.
* Asimov's juvenile novel Lucky Starr and the Big Sun of Mercury (1956) also takes place there.
* A short story by Asimov, 'The Dying Night', is a murder mystery in which astronomers from Mercury, the Moon, and a fictitious space station are implicated in a murder. The dynamics and living conditions of each of these locations is key to discovering which astronomer is guilty.
* Arthur C. Clarke's Islands in the Sky (1952) includes a description of a terrifying creature that lives on what was then believed to be the permanently dark nightside with only occasional visits to the twilight zone.
* In Arthur C. Clarke's novel Rendezvous with Rama (1973), Mercury is ruled by a hot-tempered government of metal miners that tries to destroy the alien spacecraft Rama. The novel shares its background of a colonised Solar System with several others, especially Imperial Earth.
* In several of the novels and short stories of Kim Stanley Robinson, especially 'Mercurial' in The Planet on the Table (1986) and Blue Mars (1996), Mercury is the home of a vast city called Terminator. The city rolls around the planet's equator on tracks keeping pace with the planet's rotation, so that the Sun never rises fully above the horizon and the city can avoid the dangerous solar radiation; the motive power comes from solar heat expanding the rails on the day side. The city is ruled by an autocratic dictator called the Lion of Mercury.
* Alan E. Nourse's short story Brightside Crossing is a narrative of survivor of one such attempt which had become the ultimate sporting feat.
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请参阅
* 水星凌日
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参考文献
* Discovering the Essential Universe by Neil F. Comins (2001)
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外部链接
* 'BepiColumbo', ESA's Mercury Mission
* 'Messenger', NASA's Mercury Mission
* SolarViews.Com
太阳系
Image:Solar Planets.jpg
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取自"http://wikipedia.cnblog.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%98%9F"
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