行星界的奢侈品——水星

2020-03-15
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“ 没有观看过水星东大距的人,不足以与之谈人生。”

神之信使

古罗马神话十二主神中,有一位神叫墨丘利(Mercury),精力充沛、健步如飞,是众神之王朱庇特的信使。

墨丘利塑像 图源:buzzle.com

作为众神之王的儿子和信使,墨丘利有几件标志性的宝物。

首先是两条蛇互相缠绕的神仗。传说墨丘利在路上碰到两条蛇打架,便把神仗扔了过去,两条蛇随即重归于好。双蛇杖因此寓意着沟通与和解。由于墨丘利也被认为是医药之神,欧洲不少地方都能看到由双蛇杖标志的药店和医院。

墨丘利第二件法宝是有翅膀的小帽子。传说他的反应敏捷与这帽子关系紧密。马遛达没有看过阿拉蕾,不知道阿拉蕾这帽子是不是也是这个意思呢。

ARALE

此外,从塑像上我们能看到,墨丘利还有一双飞行鞋。他之所以能在天上健步如飞日行万里,便是这双鞋的功劳啦。

当然这些宝物咱也有

神仗 图片来源:《东成西就》

带翅膀的帽子 图片来源:《东成西就》

飞行鞋 图片来源:《哪吒之魔童降世》

言归正传,古罗马不少主神是从古希腊进口而来,墨丘利的原版就是大名鼎鼎的赫尔墨斯(HERMES),啊对了,就是那个卖包包的HERMES。

HERMES 图片来源:HERMES

太阳系八大行星中,水星公转速度最快,有多块呢,47公里/秒,也就俩小时到月球的样子吧。因为快,水星便自然而然被称为了信使墨丘利(Mercury)了。

嗯,Mercury->Hermers->包包,咱说水星是行星界奢侈品,服不服,哈哈哈。

这里是水星

太阳系行星分为类地行星和气体行星。顾名思义,类地行星即结构与地球类似的行星,包括今天咱们说的水星,以及此前提到的金星、地球和火星。

类地行星,水星、金星、地球、火星 图片来源:NASA

气体行星则包括木星、土星、天王星和海王星,待日后马遛达同你一起慢慢地遛达着去。

类地行星的主要成分为硅酸盐岩石,大致结构即一个金属核心和包围核心的硅酸盐地幔。气体行星,或称气体巨行星,主要成分就不是岩石或固体,而是各种气态物质啦。

水星结构 图片来源:Sky&Telescope

水星距离太阳5800万公里(约0.39au),是太阳系中距离太阳最近的行星。与此同时,水星也是太阳系中尺寸最小的行星,其直径大约4800千米,仅比月球稍大(月球直径约3500千米),甚至比一些行星的卫星都要小,比如木卫三盖尼米得(Ganymede)。

尽管小,水星的密度却是太阳系内仅次于地球的。因此科学家猜想水星内部存在一个超大金属内核。

水星上的一年(即水星围绕太阳公转一周)大约有88个地球日,而在水星上一天大约有176个地球日,也就是说在水星上一天等于两年。

水星 图片来源:NASA

我们很早就学过开普勒行星三大定律,其中开普勒第一定律为椭圆定律,即所有行星绕太阳公转的轨道都是椭圆,太阳则在这个椭圆的一个焦点上。在太阳系里,水星轨道的椭圆偏心率最大,也就是说水星的椭圆是最扁的。

太阳系行星轨道平面 (图片来源:National Geography)

距离太阳如此近,导致水星表面温度最高可达430摄氏度,最低则可达零下170摄氏度,是太阳系内温差最大的行星,真正的冰火两重天。

在太阳系里,各气体巨星行有为数众多的卫星相伴,地球和火星也有自己的卫星,而水星和金星是太阳系内没有卫星的两颗行星。

水星观测

水星与金星相同,属于地内行星,大多数时候被淹没在太阳的强烈光芒中,无法在地球上用肉眼观测,只有当水星与太阳相对地球形成的目视张角达到最大时(称为大距,又可细分为东大距与西大距),才能被我们用肉眼看见。因此在地球上观测水星往往只能在凌晨或黄昏时分进行,也因此水星在中国古时被称作了辰星与昏星。

地内行星:公转轨道位于地球轨道之内。另一颗地内行星是金星。

地内行星轨道示意 图片来源:见图片

水星凌日

水星距离太阳太近,直接观测十分困难,仅在凌晨或黄昏时分可以观测。此外,每一百年平均有十三次机会会发生水星凌日,在此期间,可以通过望远镜投影方式对水星进行观测。

2006年5月9日水星凌日 (图片来源:NASA

凌日实则与日食一样,即水星位于太阳与地球之间。日食时月亮位于太阳与地球之间。由于月亮与地球距离较近,从而有“一叶蔽目”的效果。而水星与地球距离太远,水星凌日时水星在地球上形成的目视张角太小,便不会有日食的效果了。

凌日 图片来源:网络

水星探测

从地球上观测水星很难获得细节,因此水星探测器便派上用场了。

在人类短短六十余年的航天史上,迄今为止仅有两艘探测器访问过水星,分别为1974年飞跃水星的水手10号(Mariner 10)和2011年环绕水星的信使号(MESSENGER)。2018年欧空局与日本航天局联合研制的BepiColombo号则预计依然需要五年时间进入水星轨道。

1973年发射的水手10号飞船是人类第一艘抵近观测水星的探测器,总计向地球发回了5000多张水星珍贵照片。

水手10号 图片来源:NASA

而2004年发射,2011年进入环水星轨道的信使号则是人类第一艘绕水星运行的探测器。基于信使号的探索,人类有了首张完整的水星地表图。

水星地表图 图片来源:NASA

水星上有李太白

说水星是行星界奢侈品,并不仅因为它的名字与奢侈品同名,而且与水星上居住着的各路神仙有关。

水星地表与月球十分类似,有着密密麻麻的陨石坑,很多陨石坑也有了自己的名字,我们的浪漫入骨的诗仙李白也在水星安了家,下面的照片即信使号拍摄的李白坑。

李白水星坑 信使号2011年10月29日拍摄

不妨想象一下李太白在水星上,蒸着430摄氏度的桑拿,看着从地表(或者应该叫“水表”?)缓缓升起的太阳,会作出何等浪漫的诗句呢?

《梦游天姥吟留别》

唐 李白

海客谈瀛洲,烟涛微茫信难求;

越人语天姥,云霞明灭或可睹。

天姥连天向天横,势拔五岳掩赤城。

天台四万八千丈,对此欲倒东南倾。

我欲因之梦吴越,一夜飞度镜湖月。

湖月照我影,送我至剡溪。

谢公宿处今尚在,渌水荡漾清猿啼。

脚著谢公屐,身登青云梯。

半壁见海日,空中闻天鸡。

千岩万转路不定,迷花倚石忽已暝。

熊咆龙吟殷岩泉,栗深林兮惊层巅。

云青青兮欲雨,水澹澹兮生烟。

列缺霹雳,丘峦崩摧。

洞天石扉,訇然中开。

青冥浩荡不见底,日月照耀金银台。

霓为衣兮风为马,云之君兮纷纷而来下。

虎鼓瑟兮鸾回车,仙之人兮列如麻。

忽魂悸以魄动,恍惊起而长嗟。

惟觉时之枕席,失向来之烟霞。

世间行乐亦如此,古来万事东流水。

别君去兮何时还?且放白鹿青崖间,须行即骑访名山。

安能摧眉折腰事权贵,使我不得开心颜?

参考资料

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/march-madness-on-mercury/

https://www.buzzle.com/articles/roman-gods-and-goddesses.html

https://theplanets.org/mercury/

https://solarsystem.nasa.gov/planets/mercury/overview/

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/index.html

https://www.nationalgeographic.org/media/orbital-plane/