星體特性

內部構造

水星是太陽系內與地球相似的4顆類地行星之一，有著與地球一樣的巖石個體。它是太陽系中最小的行星，在赤道的半徑是2,439.7公里。水星甚至比一些巨大的天然衛星，比如甘尼米德（木衛三）和泰坦（土衛六）還要小 ——雖然質量較大。水星由大約70%的金屬和30%的硅酸鹽材料組成，水星的密度是5.427克/cm3，在太陽系中是第二高的，僅次于地球的5.515克/cm3。如果不考慮重力壓縮對物質密度的影響，水星物質的密度將是(shi)最高的——未經重力壓縮的水星物(wu)質密度是(shi)5.3克/cm3，相較之(zhi)下的地球物(wu)質只有4.4克/cm3。

從水星的(de)(de)密(mi)度可以(yi)推測其內部結構的(de)(de)詳細資料。地球的(de)(de)高(gao)密(mi)度，特別是核(he)心的(de)(de)高(gao)密(mi)度是由重力(li)壓(ya)縮所導致的(de)(de)。水星是如此的(de)(de)小，因(yin)此它的(de)(de)內部不會被強(qiang)力(li)的(de)(de)擠壓(ya)。所以(yi)它要(yao)有如此高(gao)的(de)(de)密(mi)度，它的(de)(de)核(he)心必然很大(da)且含有許多的(de)(de)鐵。

地形地貌

美國發射的(de)“水(shui)手10號(hao)”在1974年3月、9月和1975年3月探測了(le)水(shui)星，并向地(di)面發回5000多張照片，為我(wo)們了(le)解水(shui)星提供(gong)了(le)珍貴的(de)信息(xi)。從照片上(shang)我(wo)們看出，水(shui)星的(de)外(wai)貌酷(ku)似月球，有許多大小(xiao)不一的(de)環(huan)形山(shan)，還(huan)有輻射紋、平原、裂(lie)谷、盆地(di)等地(di)形。

水星(xing)(xing)的(de)表面很像月(yue)球，滿(man)布著環形(xing)山、大平原、盆地、輻(fu)射紋和斷崖(ya)。1976年，國際天文學(xue)聯合會開始為水星(xing)(xing)上的(de)環形(xing)山命名。

水星(xing)表面上(shang)(shang)(shang)有(you)(you)著星(xing)羅棋布的大(da)大(da)小小的環(huan)(huan)形(xing)(xing)山(shan)(shan)，既有(you)(you)高山(shan)(shan)，也(ye)有(you)(you)平(ping)原(yuan)，還(huan)有(you)(you)令人膽寒的懸崖峭(qiao)壁。據統計，水星(xing)上(shang)(shang)(shang)的環(huan)(huan)形(xing)(xing)山(shan)(shan)有(you)(you)上(shang)(shang)(shang)千個(ge)，這些環(huan)(huan)形(xing)(xing)山(shan)(shan)比月(yue)亮上(shang)(shang)(shang)的環(huan)(huan)形(xing)(xing)山(shan)(shan)的坡度平(ping)緩些。

水星上(shang)的(de)環(huan)形山(shan)(shan)和月球(qiu)上(shang)的(de)環(huan)形山(shan)(shan)一樣，也進行(xing)了(le)命名(ming)。在(zai)國際天文學聯合會已命名(ming)的(de)310多個環(huan)形山(shan)(shan)的(de)名(ming)稱中(zhong)，其中(zhong)有(you)15個環(huan)形山(shan)(shan)是(shi)以我們中(zhong)華民族的(de)人(ren)(ren)物(wu)的(de)名(ming)字命名(ming)的(de)。有(you)伯牙：傳(chuan)說是(shi)春秋時代(dai)(dai)(dai)的(de)音樂家(jia)；蔡琰：東漢末(mo)女(nv)詩(shi)人(ren)(ren)；李(li)白(bai)：唐代(dai)(dai)(dai)大詩(shi)人(ren)(ren)；白(bai)居易：唐代(dai)(dai)(dai)大詩(shi)人(ren)(ren)：董(dong)源：五代(dai)(dai)(dai)十國南唐畫(hua)家(jia)；李(li)清(qing)照：南宋女(nv)詞人(ren)(ren)；姜夔：南宋音樂家(jia)；梁楷：南宋畫(hua)家(jia)；關漢卿(qing)：元(yuan)代(dai)(dai)(dai)戲曲家(jia)；馬致(zhi)遠：元(yuan)代(dai)(dai)(dai)戲曲家(jia)；趙孟頫：元(yuan)代(dai)(dai)(dai)書(shu)畫(hua)家(jia)；王蒙：元(yuan)末(mo)畫(hua)家(jia)；朱耷：清(qing)初畫(hua)家(jia)；曹沾（即曹雪(xue)芹）：清(qing)代(dai)(dai)(dai)文學家(jia)；魯迅：中(zhong)國現(xian)代(dai)(dai)(dai)文學家(jia)。

水(shui)星表面平(ping)均溫度約452K，變化(hua)范圍從90-700K，是溫差(cha)最(zui)大(da)的行星。白(bai)天太(tai)陽(yang)光直射處溫度高達427℃，夜(ye)晚太(tai)陽(yang)照不到時，溫度降低到-173℃。可(ke)以(yi)比(bi)較一(yi)下地球(qiu)，地球(qiu)上

的度溫變化只有(you)11K（這里(li)只是太陽輻射能量，不考慮“季節(jie)”，“天(tian)氣”）。 水星的表面的日照比地(di)球強8.9 倍，總共(gong)輻照度有(you)9126.6W/㎡。

令(ling)人驚訝地是，在1992年所進(jin)行的(de)雷達觀察顯(xian)示，水星(xing)的(de)北極有(you)(you)冰。一(yi)般(ban)相信這(zhe)些冰存在于(yu)(yu)(yu)陽光永無法照射到的(de)環(huan)形山底部(bu)，由于(yu)(yu)(yu)彗星(xing)的(de)撞(zhuang)擊(ji)或(huo)行星(xing)內部(bu)的(de)氣體冒出表面而積累的(de)。由于(yu)(yu)(yu)沒有(you)(you)大氣調節，這(zhe)些地方的(de)溫度(du)一(yi)直維(wei)持在華(hua)氏零下280度(du)（約合-173℃）左右。

水星的表面表現出巨大的急斜面，有些達到幾百千米長，三千米高。有些橫處于環形山的外環處，而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計，水星表面收縮了大約(yue)0.1%（或在(zai)星球半徑上遞減了大約(yue)1千(qian)米）！

水(shui)星(xing)(xing)表面受到無數次(ci)的(de)隕(yun)石撞(zhuang)擊(ji)(ji)，到處坑(keng)洼。當水(shui)星(xing)(xing)受到巨大的(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)后(hou)，就會(hui)有盆地形成，周圍則由山(shan)脈圍繞。在(zai)盆地之外是撞(zhuang)擊(ji)(ji)噴出的(de)物質，以及平坦(tan)的(de)熔巖洪流平原。此外，水(shui)星(xing)(xing)在(zai)幾十億(yi)年(nian)的(de)演(yan)變過程中(zhong)，表面還形成許多褶皺、山(shan)脊和裂(lie)縫，彼(bi)此相互交錯。

水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)環形(xing)山很(hen)類似月(yue)球(qiu)。水(shui)星(xing)(xing)表面最顯著(zhu)的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)特征（只包括已經被拍(pai)攝過的(de)(de)(de)部分）之(zhi)一(yi)是(shi)一(yi)個(ge)(ge)直徑達到1360km的(de)(de)(de)沖(chong)擊性環形(xing)山：卡路(lu)里（Caloris）盆地(di)(di)，是(shi)水(shui)星(xing)(xing)上溫度最高的(de)(de)(de)地(di)(di)區(qu)。如同月(yue)球(qiu)的(de)(de)(de)盆地(di)(di)，Caloris盆地(di)(di)很(hen)有可(ke)能形(xing)成于(yu)太陽系早(zao)期的(de)(de)(de)大碰(peng)撞中(zhong)，那次碰(peng)撞大概同時造成了星(xing)(xing)球(qiu)另一(yi)面正對盆地(di)(di)處奇特的(de)(de)(de)地(di)(di)形(xing)。水(shui)星(xing)(xing)地(di)(di)形(xing)被標記(ji)為(wei)多起伏的(de)(de)(de)，原因(yin)是(shi)幾十億(yi)年前水(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)核心冷卻收縮引起的(de)(de)(de)外(wai)殼起皺。大多數的(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)表面包括二個(ge)(ge)不同的(de)(de)(de)年齡層(ceng)；比較(jiao)年輕的(de)(de)(de)比較(jiao)平，或(huo)許是(shi)因(yin)為(wei)溶巖浸入了較(jiao)早(zao)地(di)(di)形(xing)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。除此之(zhi)外(wai)，水(shui)星(xing)(xing)有“顯著(zhu)性”的(de)(de)(de)“周期性膨脹(zhang)”。

在(zai)地面上觀測(ce)水(shui)(shui)(shui)(shui)星，幾(ji)乎(hu)看不到它的細節。1973年11月3日，美(mei)國發(fa)射了(le)水(shui)(shui)(shui)(shui)手(shou)10號宇宙飛(fei)船，對水(shui)(shui)(shui)(shui)星進(jin)行(xing)飛(fei)近探測(ce)。它是人類第一個“訪問”水(shui)(shui)(shui)(shui)星的宇宙飛(fei)船。在(zai)它與水(shui)(shui)(shui)(shui)星三次(ci)相(xiang)會的過程中，向地面發(fa)回了(le)5000多張(zhang)照片，為我們了(le)解(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)星提(ti)供(gong)了(le)珍貴的信息。在(zai)最后一次(ci)，它距水(shui)(shui)(shui)(shui)星表面僅372千米，拍攝(she)了(le)非(fei)常(chang)清晰的水(shui)(shui)(shui)(shui)星電視(shi)圖像(xiang)。

水星表面大(da)大(da)小小的(de)(de)(de)環形山(shan)(shan)星羅棋布，既有(you)高山(shan)(shan)，也有(you)平原，還有(you)令人膽寒的(de)(de)(de)懸崖峭壁。據統計，水星上的(de)(de)(de)環形山(shan)(shan)有(you)上千個，這些環形山(shan)(shan)比月亮上的(de)(de)(de)環形山(shan)(shan)的(de)(de)(de)坡度平緩些。

地質構造

水星是太陽(yang)系中密度(du)(du)第二高的行(xing)星，僅次于地球(qiu)(qiu)。據(ju)此，科(ke)學(xue)家們估計(ji)水星內(nei)部必定存在一個超大(da)的內(nei)核，其(qi)內(nei)核質量甚至可以占到其(qi)總質量的2/3，而相比之下，地球(qiu)(qiu)的內(nei)核區質量只(zhi)占地球(qiu)(qiu)總質量的1/3。美(mei)國(guo)華盛頓卡內(nei)基研(yan)究院地磁學(xue)系主(zhu)任(ren)，美(mei)國(guo)信(xin)使號水星探(tan)測器項目(mu)首(shou)席科(ke)學(xue)家西恩·所羅門（Sean Solomon）教授(shou)表(biao)示：科(ke)學(xue)界的觀點(dian)是認為在太陽(yang)系早期(qi)的狂(kuang)暴(bao)撞擊(ji)時(shi)代，水星曾遭(zao)遇嚴重撞擊(ji)，導(dao)致其(qi)失去了密度(du)(du)較低的一部分外殼，因此留下了密度(du)(du)相對較大(da)的部分。而此次信(xin)使號探(tan)測器的任(ren)務中有一項便是通(tong)過對水星進(jin)行(xing)全地表(biao)化學(xue)成分分析來檢驗這個理(li)論。

水(shui)(shui)星含鐵(tie)的百分率超過任(ren)何其他已知的星系行星。這里(li)有數個(ge)的理論被提出來(lai)說明水(shui)(shui)星的高(gao)金屬性(xing)。

一個理論說本來水星有一個和普通球粒狀隕石相似的金屬—硅酸鹽比率。那時它的質量是我們觀測到質量的大約2.25倍，但在早期太陽系的歷史中的某個時間，一個星子/微星體撞掉了水星的1/6。影響是水星的地殼和地幔失去了。類似的另外一個理論是一個用來解釋地球月亮的形成的，參見巨物影響理論。另一種說，水星可能在所謂太陽星云早期的造型階段，在太陽爆發出它的能量之前已經穩定。在這個理論中水星那時大約質量是我們觀測到的兩倍；但因為原恒星收縮，水星的溫度到達了大約2500-3500K之間；甚至高達10000K。許多的水星表面的巖石在這種溫度下蒸發，形成"巖石蒸汽"，隨后，"巖石蒸汽" 被星際風暴帶走。第三個理論，類似第二個，認為水星的外(wai)殼(ke)層(ceng)是被太陽風長(chang)期侵蝕掉了的，

水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)外(wai)貌如月，內(nei)部卻(que)很像地(di)(di)(di)球，也分為(wei)殼、幔、核三層。水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)的(de)半(ban)徑為(wei)2439公里，是地(di)(di)(di)球半(ban)徑的(de)38.2%，18個水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)合(he)并(bing)起(qi)來(lai)才抵得(de)上(shang)一個地(di)(di)(di)球的(de)大(da)小。質(zhi)量為(wei)3.33×102?克，為(wei)地(di)(di)(di)球質(zhi)量的(de)5.58%，平均密(mi)度為(wei) 5.433克/cm3，略(lve)低于地(di)(di)(di)球的(de)平均密(mi)度。在(zai)八大(da)行星(xing)中，除地(di)(di)(di)球外(wai)，水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)的(de)密(mi)度最大(da)由(you)此天文學家推測水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)的(de)外(wai)殼是由(you)硅酸鹽(yan)構(gou)成的(de)，其中心有個比月球大(da)得(de)多的(de)鐵質(zhi)內(nei)核。這個核球的(de)主要(yao)成分是鐵、鎳和硅酸鹽(yan)根(gen)據這樣的(de)結構(gou)，水(shui)(shui)(shui)(shui)星(xing)應含(han)鐵兩萬億(yi)(yi)億(yi)(yi)噸(dun)，按世界鋼的(de)年產量（約(yue)8億(yi)(yi)噸(dun)）計算，可以開(kai)采2400億(yi)(yi)年。

地殼(ke)厚度100-300km

結皮厚度600km

核(he)心半(ban)徑約1800km

這個行(xing)星(xing)有一個相對(dui)大的(de)(de)(de)（即使(shi)是(shi)與地(di)(di)(di)球相比(bi)）的(de)(de)(de)鐵質(zhi)(zhi)核(he)(he)；水(shui)星(xing)由大約(yue)70% 的(de)(de)(de)金(jin)屬和30% 的(de)(de)(de)硅酸(suan)鹽組成，以致密(mi)度(du)較(jiao)高。平均密(mi)度(du)是(shi)5430kg/m3；略微地(di)(di)(di)小于地(di)(di)(di)球密(mi)度(du)，卻比(bi)金(jin)星(xing)大。地(di)(di)(di)球高密(mi)度(du)產生的(de)(de)(de)原因是(shi)地(di)(di)(di)球的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)壓縮了地(di)(di)(di)球的(de)(de)(de)體(ti)積。水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)只(zhi)(zhi)有地(di)(di)(di)球的(de)(de)(de)5.5%——鐵核(he)(he)占據了 42% 的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)容(rong)積（地(di)(di)(di)核(he)(he)只(zhi)(zhi)占17% ）核(he)(he)的(de)(de)(de)周圍是(shi)600km 厚的(de)(de)(de)行(xing)星(xing)幔。水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)總重量(liang)約(yue)為30 000兆(zhao)公噸。

平原

水(shui)(shui)星(xing)有(you)兩(liang)種地質顯著不同(tong)的(de)(de)平(ping)原。在坑(keng)(keng)穴之(zhi)間，起伏(fu)平(ping)緩、多丘陵的(de)(de)平(ping)原，是水(shui)(shui)星(xing)表(biao)面(mian)可見最古老的(de)(de)地區，早于猛烈的(de)(de)火(huo)山(shan)口(kou)地形。這些埋藏(zang)(zang)著隕(yun)石(shi)坑(keng)(keng)的(de)(de)平(ping)原似乎已(yi)湮滅許多較(jiao)早的(de)(de)隕(yun)石(shi)坑(keng)(keng)，并且缺乏直(zhi)徑在30公里以下，以及更小的(de)(de)隕(yun)石(shi)坑(keng)(keng)。還不清楚(chu)它們是起源于火(huo)山(shan)還是撞(zhuang)擊，這些埋藏(zang)(zang)著隕(yun)石(shi)坑(keng)(keng)的(de)(de)平(ping)原大致(zhi)是均勻(yun)的(de)(de)分布(bu)在整個行星(xing)的(de)(de)表(biao)面(mian)。

平(ping)(ping)(ping)坦(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)是(shi)廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)坦(tan)區域，布滿(man)了各(ge)種大(da)大(da)小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)凹陷(xian)，和月球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)非常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相似。值(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，它們廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環繞在(zai)卡洛里(li)盆(pen)(pen)地的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)周圍。不同(tong)于月海(hai)，水星平(ping)(ping)(ping)坦(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)和埋(mai)藏著隕(yun)石坑(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)古(gu)老平(ping)(ping)(ping)原(yuan)有著相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反照率。盡管缺乏明確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)山(shan)特征，在(zai)地化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)和圓角、分裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀都強烈(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)支(zhi)持這些平(ping)(ping)(ping)原(yuan)起源(yuan)于火(huo)山(shan)。值(zhi)得注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)所有水星平(ping)(ping)(ping)坦(tan)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成都比卡洛里(li)盆(pen)(pen)地晚，比較在(zai)卡洛里(li)噴發(fa)覆蓋物上可察覺(jue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)隕(yun)石坑(keng)密(mi)度可見一斑卡洛里(li)盆(pen)(pen)地的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地板(ban)填滿(man)了獨特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)地質，破碎(sui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)山(shan)脊和粗(cu)略的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多邊(bian)形(xing)(xing)(xing)碎(sui)裂。不清楚是(shi)撞(zhuang)擊(ji)(ji)誘導火(huo)山(shan)熔巖，還是(shi)撞(zhuang)擊(ji)(ji)造成大(da)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)融化。

行星(xing)表(biao)(biao)面一(yi)個不尋常的特(te)征(zheng)是(shi)眾(zhong)多的壓(ya)縮皺褶(zhe)或峭壁，在(zai)平(ping)原(yuan)表(biao)(biao)面交錯著。隨著行星(xing)內部(bu)的冷卻，它可能會略為(wei)收縮，并且表(biao)(biao)面開始變型，造成了這(zhe)些(xie)(xie)特(te)征(zheng)。凹陷(xian)也(ye)在(zai)其(qi)它地(di)(di)形，像是(shi)坑穴和平(ping)滑的平(ping)原(yuan)，頂部(bu)看見，顯示這(zhe)些(xie)(xie)皺褶(zhe)是(shi)在(zai)如今才形成的。水星(xing)的表(biao)(biao)面也(ye)會被(bei)太陽扭曲 - 太陽對水星(xing)的潮汐力比月球(qiu)對地(di)(di)球(qiu)的強17倍 水星(xing)密度(du)

水(shui)星(xing)(xing)是(shi)太陽(yang)系中密度第二高的(de)行星(xing)(xing)，僅次于地(di)球(qiu)。據此，科(ke)學家們(men)估(gu)計水(shui)星(xing)(xing)內(nei)部必定存在(zai)一(yi)個超大的(de)內(nei)核(he)，其內(nei)核(he)質(zhi)(zhi)量甚至可以(yi)占到其總質(zhi)(zhi)量的(de)2/3，而(er)相比之下，地(di)球(qiu)的(de)內(nei)核(he)區質(zhi)(zhi)量只(zhi)占地(di)球(qiu)總質(zhi)(zhi)量的(de)1/3。美(mei)國華盛頓卡內(nei)基研究院地(di)磁學系主任，美(mei)國信(xin)使號水(shui)星(xing)(xing)探測器項(xiang)目首席科(ke)學家西恩·所羅門（Sean Solomon）教授(shou)表示：目前科(ke)學界的(de)觀點(dian)是(shi)認為(wei)在(zai)太陽(yang)系早期的(de)狂暴撞擊(ji)(ji)時代，水(shui)星(xing)(xing)曾遭遇嚴(yan)重撞擊(ji)(ji)，導致其失去了密度較低的(de)一(yi)部分外殼，因此留下了密度相對(dui)(dui)較大的(de)部分。而(er)此次信(xin)使號探測器的(de)任務中有一(yi)項(xiang)便是(shi)通過(guo)對(dui)(dui)水(shui)星(xing)(xing)進行全(quan)地(di)表化學成分分析來檢(jian)驗這個理(li)論

星體磁場

在太(tai)陽(yang)系的(de)八大行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)中，火星(xing)(xing)、金星(xing)(xing)、地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)、木星(xing)(xing)、土星(xing)(xing)都有(you)磁(ci)場(chang)(chang)，但(dan)只有(you)水星(xing)(xing)是太(tai)陽(yang)系類地(di)(di)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)中除(chu)了(le)(le)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)之外(wai)唯(wei)一擁有(you)顯著磁(ci)場(chang)(chang)的(de)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)（不過盡管如此，它(ta)的(de)磁(ci)場(chang)(chang)強度(du)也僅有(you)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%不到）。對于一顆行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)來(lai)說(shuo)，磁(ci)場(chang)(chang)的(de)有(you)無絕非小(xiao)事，就拿地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)場(chang)(chang)來(lai)說(shuo)，它(ta)構成了(le)(le)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)生命的(de)保護傘，幫助抵擋有(you)害(hai)的(de)太(tai)陽(yang)射線(xian)和其它(ta)宇宙射線(xian)，從而造就了(le)(le)生命的(de)樂園。所(suo)羅門博士將(jiang)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)場(chang)(chang)稱作“我們(men)的(de)輻射保護傘”，如果沒有(you)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)場(chang)(chang)，地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)的(de)生命將(jiang)很難出現和演(yan)化。

研究(jiu)人員(yuan)相信水(shui)星的磁(ci)場(chang)產生機(ji)制和(he)地球的相同，那就是其外核(he)部位導電(dian)熔漿的流動形(xing)成的“電(dian)機(ji)”模式(shi)。此次信使(shi)號探測器將精確(que)測量水(shui)星磁(ci)場(chang)的分布，從(cong)而幫助(zhu)科學家們(men)檢驗這(zhe)一理論是否正確(que)。

1973年11月(yue)(yue)，第一(yi)個也(ye)是到目前為止(zhi)唯一(yi)的(de)水星探(tan)測器發射成功，它(ta)的(de)既定(ding)考察(cha)任務中(zhong)，有一(yi)項(xiang)就是探(tan)測水星究(jiu)竟有沒有磁場(chang)。它(ta)就是美(mei)國的(de)“水手10號(hao)”探(tan)測器。探(tan)測器曾經3次(ci)從水星上(shang)空飛過，那(nei)是在1974年的(de)3月(yue)(yue)29日(ri)和9月(yue)(yue)21日(ri)，以及1975年3月(yue)(yue)16日(ri)。

“水(shui)(shui)手(shou)10號(hao)”第一次飛越水(shui)(shui)星(xing)時，距水(shui)(shui)星(xing)只有720多公里。探測器上的(de)(de)(de)(de)照相機在(zai)拍攝布滿環形(xing)山(shan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)星(xing)地貌的(de)(de)(de)(de)同(tong)時磁(ci)(ci)強計意外地探測到(dao)水(shui)(shui)星(xing)似乎存在(zai)一個很(hen)(hen)弱的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)，而且可(ke)能是跟地球磁(ci)(ci)場(chang)那樣有著兩(liang)個磁(ci)(ci)極的(de)(de)(de)(de)偶(ou)極磁(ci)(ci)場(chang)。水(shui)(shui)星(xing)表面(mian)環形(xing)山(shan)和(he)磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)發現使科學家很(hen)(hen)感(gan)興趣，因為(wei)這些都是前所(suo)未知的(de)(de)(de)(de)。但是，磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)必須得到(dao)進一步的(de)(de)(de)(de)證實(shi)這就要(yao)等待到(dao)“水(shui)(shui)手(shou)10號(hao)”與水(shui)(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)另(ling)一次接(jie)近。

由于水(shui)(shui)手(shou)10號僅拍攝到水(shui)(shui)星(xing)(xing)表面的37%，所以人類(lei)對水(shui)(shui)星(xing)(xing)的了解還很少。“水(shui)(shui)手(shou)10號”探(tan)測器的飛(fei)行軌道(dao)是這(zhe)樣安排的：在到達水(shui)(shui)星(xing)(xing)區域時，它每176天繞太陽轉一圈。我們知道(dao)，水(shui)(shui)星(xing)(xing)每88天繞太陽一周，也就是說，水(shui)(shui)星(xing)(xing)每繞太陽兩圈，“水(shui)(shui)手(shou)10號”來到水(shui)(shui)星(xing)(xing)附(fu)近一次，飛(fei)越水(shui)(shui)星(xing)(xing)并(bing)進行探(tan)測。

“水手(shou)10號”第(di)二次(ci)飛越水星(xing)(xing)時(shi)(shi)，距表面(mian)(mian)最近(jin)時(shi)(shi)在(zai)48000公里左右，對水星(xing)(xing)磁場沒有發現什么新(xin)的情況。為了取得包括磁場在(zai)內的更(geng)加(jia)精確的觀測(ce)資料，科學(xue)家們對探測(ce)器的軌道作了校準(zhun)，使它第(di)三次(ci)飛越水星(xing)(xing)時(shi)(shi)，離表面(mian)(mian)只有327公里，而且更(geng)接(jie)近(jin)水星(xing)(xing)北極(ji)。觀測(ce)結果是(shi)十分令人鼓舞的：水星(xing)(xing)確實有一個(ge)偶極(ji)磁場。從最初發現到完全證(zheng)實剛好是(shi)一年時(shi)(shi)間。

水(shui)(shui)星的偶極磁(ci)場與地球(qiu)(qiu)的很相(xiang)像(xiang)，極性也(ye)相(xiang)同，即水(shui)(shui)星磁(ci)場的南極在(zai)水(shui)(shui)星的北半球(qiu)(qiu)，其(qi)北極在(zai)南半球(qiu)(qiu)。

水星(xing)表(biao)面(mian)有100多(duo)個具有放(fang)射(she)條紋的(de)(de)(de)坑穴還有大量(liang)斷崖，有的(de)(de)(de)長達數百千米(mi)。水星(xing)的(de)(de)(de)密度與(yu)地(di)球接近，并(bing)有一全球性的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)。水星(xing)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)發現(xian)，表(biao)示(shi)水星(xing)內(nei)部可能是(shi)一個高溫(wen)液態的(de)(de)(de)金(jin)屬核。這個既重又大的(de)(de)(de)鐵鎳內(nei)核直(zhi)徑(jing)超過水星(xing)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)1/3，有整個月球那么大。水星(xing)磁(ci)場(chang)強度只有地(di)球的(de)(de)(de)1%，磁(ci)力線的(de)(de)(de)分布圖形簡直(zhi)就是(shi)地(di)球磁(ci)場(chang)按比例(li)的(de)(de)(de)縮影。

大氣層

水(shui)星上(shang)有(you)極稀(xi)薄的(de)(de)大(da)氣(qi)，大(da)氣(qi)壓(ya)小(xiao)于2×10百帕大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)含有(you)氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元(yuan)素(su)。由于大(da)氣(qi)非(fei)常稀(xi)薄，水(shui)星的(de)(de)表面白(bai)天和夜晚的(de)(de)溫度相(xiang)(xiang)差(cha)很大(da)，實際上(shang)水(shui)星大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氣(qi)體分子(zi)與水(shui)星表面相(xiang)(xiang)撞的(de)(de)頻密程度比它們(men)之間互相(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)撞要高。出(chu)于這(zhe)些(xie)原因，水(shui)星應(ying)被視為是(shi)沒有(you)大(da)氣(qi)的(de)(de)。

水(shui)(shui)星(xing)的大氣非(fei)常(chang)少，主要成份為(wei)氦（42%）、鈉（氣體(ti)）（42%）和(he)氧（15%），而(er)(er)且在白天氣溫(wen)非(fei)常(chang)高，平均地(di)表溫(wen)度為(wei)179℃，最高為(wei)427℃，最低(di)為(wei)零下173℃，因此水(shui)(shui)星(xing)上看來不(bu)可(ke)(ke)能存(cun)在水(shui)(shui)；但1991年科學家在水(shui)(shui)星(xing)的北極發現了一個不(bu)同(tong)尋常(chang)的亮點，造成這個亮點的可(ke)(ke)能是在地(di)表或(huo)地(di)下的冰(bing)(bing)。水(shui)(shui)星(xing)上真的有(you)可(ke)(ke)能存(cun)在冰(bing)(bing)嗎？由于水(shui)(shui)星(xing)的軌道(dao)比(bi)較特(te)殊，在它的北極，太陽始終只在地(di)平線上徘(pai)徊。在一些隕石坑(keng)內(nei)(nei)部(bu)，可(ke)(ke)能由于永(yong)遠(yuan)見不(bu)到(dao)陽光而(er)(er)使溫(wen)度降至零下161℃以下。這樣低(di)的溫(wen)度就有(you)可(ke)(ke)能凝固(gu)從行星(xing)內(nei)(nei)部(bu)釋放出來的氣體(ti)，或(huo)積存(cun)從太空來的冰(bing)(bing)。

在(zai)太陽的(de)(de)強烈輻射轟擊下，水(shui)(shui)星(xing)(xing)大(da)氣被(bei)向后壓縮延(yan)伸開去，在(zai)背陽處(chu)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)(ge)“尾巴”，就像一(yi)(yi)顆巨(ju)大(da)的(de)(de)彗星(xing)(xing)。然而(er)更詭(gui)異的(de)(de)一(yi)(yi)點是，水(shui)(shui)星(xing)(xing)事(shi)實上還在(zai)不斷的(de)(de)損失其(qi)大(da)氣氣體成(cheng)分。組成(cheng)水(shui)(shui)星(xing)(xing)大(da)氣的(de)(de)原子不斷的(de)(de)被(bei)遺(yi)失到太空之中，由于(yu)鉀或(huo)鈉原子在(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)水(shui)(shui)星(xing)(xing)日（一(yi)(yi)個(ge)(ge)水(shui)(shui)星(xing)(xing)日——在(zai)其(qi)近日點一(yi)(yi)日時間(jian)的(de)(de)一(yi)(yi)半）上大(da)約有3小(xiao)時的(de)(de)平均 “壽命(ming)”。

因此，正如所羅門博(bo)士指(zhi)出(chu)的(de)(de)(de)那樣“你需要(yao)不(bu)斷(duan)的(de)(de)(de)進(jin)行(xing)補(bu)充方能維持(chi)大氣層的(de)(de)(de)存在。”科(ke)學(xue)家(jia)們認為水星(xing)(xing)的(de)(de)(de)補(bu)充方式是捕獲太陽輻射的(de)(de)(de)粒子，以(yi)及(ji)被微型隕石撞擊后濺起的(de)(de)(de)塵埃顆粒。散失(shi)的(de)(de)(de)大氣不(bu)斷(duan)地被一些機制所替換，如被行(xing)星(xing)(xing)引力場俘獲的(de)(de)(de)火山蒸汽以(yi)及(ji)兩極的(de)(de)(de)冰(bing)冠的(de)(de)(de)除氣作用(yong)。水星(xing)(xing)之鐵(tie)

水(shui)星(xing)所含有的(de)(de)鐵(tie)的(de)(de)百(bai)分(fen)率超過任何其(qi)他已知的(de)(de)星(xing)系行星(xing)。這(zhe)里有數個的(de)(de)理論被提出來說明水(shui)星(xing)的(de)(de)高(gao)金屬性。

一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)理論說(shuo)本來水星(xing)(xing)(xing)有(you)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)和普(pu)通(tong)球(qiu)粒狀隕石相似的(de)(de)(de)(de)(de)金屬—硅酸鹽(yan)比(bi)率。那時(shi)它的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)是(shi)目(mu)前(qian)(qian)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)大約(yue)2.25 倍(bei)，但在早(zao)期太(tai)陽(yang)系的(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)某個(ge)(ge)(ge)時(shi)間，一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)星(xing)(xing)(xing)子(zi)/微星(xing)(xing)(xing)體撞掉了(le)水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)1/6。影響是(shi)水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)殼 和地(di)幔 失(shi)去(qu)了(le)。類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)另外一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)理論是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)用來解釋地(di)球(qiu)月亮的(de)(de)(de)(de)(de)形成的(de)(de)(de)(de)(de)，參見巨物(wu)影響理論。另一(yi)(yi)種說(shuo)，水星(xing)(xing)(xing)可能(neng)在所謂太(tai)陽(yang)星(xing)(xing)(xing)云早(zao)期的(de)(de)(de)(de)(de)造型(xing)階段(duan)，在太(tai)陽(yang)爆發出它的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)之前(qian)(qian)已經穩定(ding)。在這個(ge)(ge)(ge)理論中(zhong)(zhong)水星(xing)(xing)(xing)那時(shi)大約(yue)質量(liang)(liang)是(shi)目(mu)前(qian)(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)兩倍(bei)；但因為原恒星(xing)(xing)(xing)收(shou)縮，水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)到達了(le)大約(yue)2500K 到3500K 之間；甚至高達10000K。許多的(de)(de)(de)(de)(de)水星(xing)(xing)(xing)表面的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)石在這種溫(wen)度(du)下(xia)蒸(zheng)發，形成"巖(yan)石蒸(zheng)汽"，隨后，"巖(yan)石蒸(zheng)汽" 被(bei)星(xing)(xing)(xing)際風(feng)暴帶走。第三個(ge)(ge)(ge)理論，類(lei)似第二個(ge)(ge)(ge)，認為水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)外殼層是(shi)被(bei)太(tai)陽(yang)風(feng)長期侵(qin)蝕掉了(le)的(de)(de)(de)(de)(de)。

水(shui)星(xing)(xing)(xing)擁有(you)太陽系(xi)8大行星(xing)(xing)(xing)中偏心率(lv)最(zui)(zui)大的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)，通俗的(de)(de)說(shuo)，就是它的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)是最(zui)(zui)“扁”的(de)(de)。而(er)最(zui)(zui)新的(de)(de)計算(suan)機模(mo)擬顯示，在未(wei)來數十億年間，水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)這(zhe)一軌(gui)(gui)道(dao)(dao)還將變得更扁，使其有(you)1%的(de)(de)機會和太陽或(huo)者金(jin)星(xing)(xing)(xing)發生(sheng)撞擊。更讓人(ren)擔憂的(de)(de)是，和外側的(de)(de)巨行星(xing)(xing)(xing)引力場一起，水(shui)星(xing)(xing)(xing)這(zhe)樣(yang)混(hun)亂的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)運(yun)動將有(you)可能打亂內太陽系(xi)其他行星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)運(yun)行軌(gui)(gui)道(dao)(dao)，甚至導致水(shui)星(xing)(xing)(xing)，金(jin)星(xing)(xing)(xing)或(huo)火星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)發生(sheng)變動，并最(zui)(zui)終(zhong)和地球發生(sheng)相撞。

行星之最

在太陽系的八大行星(xing)中，水(shui)星(xing)獲(huo)得了幾個"最" 的記錄：

離太陽距離最近

水星和(he)太(tai)陽的(de)平均距(ju)離(li)(li)為(wei)(wei)(wei)5790萬(wan)公里，約為(wei)(wei)(wei)日地距(ju)離(li)(li)的(de)0.387倍（0.387天文(wen)單位），比其(qi)它太(tai)陽系的(de)行星近(jin)，到目前為(wei)(wei)(wei)止(zhi)還沒有發(fa)現過比水星更近(jin)太(tai)陽的(de)行星。

軌道速度最快

因為(wei)距離最(zui)近，所(suo)以受到太陽(yang)的(de)(de)引力(li)也最(zui)大，因此(ci)在它(ta)的(de)(de)軌道上比任何行星都(dou)跑得快，軌道速度為(wei)每秒(miao)48公里，比地球的(de)(de)軌道速度快18公里。這樣(yang)快的(de)(de)速度，只用15分鐘就能(neng)環繞地球一周。

表面溫差最大

因(yin)為沒有大(da)氣的調節，距離(li)太(tai)陽又非常近，所以在太(tai)陽的烘烤下，向陽面的溫(wen)度最(zui)高時可(ke)達430℃，但背陽面的夜(ye)間溫(wen)度可(ke)降到零下160℃，晝夜(ye)溫(wen)差(cha)近600℃，奪得(de)行星表面溫(wen)差(cha)最(zui)大(da)的冠軍(jun)，這真是一個(ge)處于火和(he)冰之間的世界。

衛星最少

太陽系中發(fa)現了越來越多的衛星(xing)，總數超過60個(ge)，但水星(xing)和金星(xing)是根本沒有衛星(xing)的行星(xing)。

時間最快

水星年

地球(qiu)每一年繞(rao)太陽(yang)公轉(zhuan)一圈(quan)， 而"水星年"是太陽(yang)系(xi)中最短(duan)的(de)年，它繞(rao)太陽(yang)公轉(zhuan)一周只(zhi)用88天，還不到地球(qiu)上的(de)3個月。這都是因為水星圍(wei)繞(rao)太陽(yang)高(gao)速(su)飛(fei)(fei)奔的(de)緣故(gu)，難怪代表水星的(de)標記和符號是根據希(xi)臘神話，把它比作腳穿飛(fei)(fei)鞋手持魔杖的(de)使者。

水星日

在太陽(yang)系(xi)的行星(xing)(xing)(xing)中，“水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)年(nian)”時(shi)間(jian)(jian)最短，但(dan)水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)"日(ri)"卻(que)比別的行星(xing)(xing)(xing)更長，水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)公(gong)(gong)轉(zhuan)一周(zhou)是(shi)(shi)(shi)88天（以地(di)球(qiu)日(ri)為單(dan)位）而水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)自(zi)轉(zhuan)一周(zhou)是(shi)(shi)(shi)58.646天（地(di)球(qiu)日(ri)），地(di)球(qiu)每自(zi)轉(zhuan)一周(zhou)就是(shi)(shi)(shi)一晝(zhou)(zhou)夜，而水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)自(zi)轉(zhuan)三周(zhou)才是(shi)(shi)(shi)一晝(zhou)(zhou)夜。水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)上一晝(zhou)(zhou)夜的時(shi)間(jian)(jian)，相當(dang)于地(di)球(qiu)上的176天。與此(ci)同時(shi)，水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)也正好公(gong)(gong)轉(zhuan)了兩周(zhou)。因(yin)此(ci)人們(men)說水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)上的一天等于兩年(nian)，地(di)球(qiu)人到了水(shui)(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)上多么不習慣。

星體運動

水(shui)星(xing)(xing)離太(tai)(tai)陽(yang)的平(ping)均距離為(wei)5790萬公(gong)里，繞太(tai)(tai)陽(yang)公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軌(gui)(gui)道(dao)的偏心率(lv)為(wei)0.206，故其軌(gui)(gui)道(dao)很扁。太(tai)(tai)陽(yang)系天(tian)(tian)體中(zhong)(zhong)，除冥王星(xing)(xing)外，要算水(shui)星(xing)(xing)的軌(gui)(gui)道(dao)最(zui)(zui)扁了(le)。水(shui)星(xing)(xing)在(zai)軌(gui)(gui)道(dao)上的平(ping)均運(yun)動速度為(wei)48公(gong)里/秒，是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)系中(zhong)(zhong)運(yun)動速度最(zui)(zui)快的行(xing)星(xing)(xing)，它繞太(tai)(tai)陽(yang)運(yun)行(xing)一周(zhou)(zhou)只需要88天(tian)(tian)，除公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)之(zhi)外，水(shui)星(xing)(xing)本身也有(you)自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。過去認為(wei)水(shui)星(xing)(xing)的自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)應當與(yu)公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)相(xiang)等，都(dou)是(shi)88天(tian)(tian)。1965年，美國天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家(jia)戈登、佩蒂吉爾和羅·戴斯用安裝在(zai)波多黎各阿雷西博天(tian)(tian)文(wen)臺的、當今世界上最(zui)(zui)大的射電望遠鏡測定了(le)水(shui)星(xing)(xing)的自轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)，結果并不是(shi)88天(tian)(tian)，而是(shi)58.646天(tian)(tian)，正好是(shi)水(shui)星(xing)(xing)公(gong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期(qi)的2/3。水(shui)星(xing)(xing)軌(gui)(gui)道(dao)有(you)每世紀快43″的反常(chang)進動。

由(you)于水(shui)星在近日點時(shi)總以(yi)同一(yi)經度(du)朝(chao)(chao)著太陽，在遠日點時(shi)以(yi)相(xiang)差90°的經度(du)朝(chao)(chao)著太陽，所以(yi)水(shui)星隨著經度(du)不(bu)同而出(chu)現季(ji)節變化。

公轉

水星的運行軌道是偏心的，半徑從4600萬-7000萬公里變化。圍繞太陽的緩慢歲差不能(neng)完全地被牛(niu)頓經(jing)典力學所(suo)解(jie)釋，以(yi)致于(yu)在(zai)一(yi)段(duan)時(shi)間內(nei)很多人用設想的(de)另外一(yi)個(ge)(ge)更靠(kao)近太陽的(de)行星（有時(shi)被稱為火神星）來(lai)(lai)解(jie)釋這個(ge)(ge)混亂。這稱為“水星近日(ri)點進(jin)動”。無論如何，愛因斯坦的(de)廣義相對論后(hou)來(lai)(lai)提供了一(yi)種可以(yi)消除這個(ge)(ge)小誤(wu)差的(de)解(jie)釋。

自轉

1889年意大利(li)(li)天文學(xue)家(jia)夏帕里利(li)(li)經(jing)過多年觀測認為水星(xing)自轉(zhuan)時間(jian)和(he)公(gong)轉(zhuan)時間(jian)都是(shi)88天。直到(dao)1965年，美(mei)國(guo)天文學(xue)家(jia)才測量出(chu)了水星(xing)自轉(zhuan)的精確周期58.646天。

在一些時候，在水星的表面上的一些地方，在同一個水星日里，當一個觀測者（在太(tai)(tai)陽(yang)升(sheng)起時(shi)）時(shi)觀測，可以看見太(tai)(tai)陽(yang)先上(shang)(shang)升(sheng)，然(ran)后(hou)倒退(tui)最后(hou)落(luo)下(xia)，然(ran)后(hou)再一次的(de)(de)(de)上(shang)(shang)升(sheng)。這(zhe)是因(yin)(yin)為大(da)約(yue)四(si)天的(de)(de)(de)近日點(dian)周期(qi)，水(shui)星(xing)軌道(dao)速(su)度(du)完全地等于它的(de)(de)(de)自轉速(su)度(du)，以致于太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)視(shi)運(yun)動(dong)停止，在近日點(dian)時(shi)，水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)軌道(dao)速(su)度(du)超過自轉速(su)度(du)；因(yin)(yin)此(ci)，太(tai)(tai)陽(yang)看起來會(hui)逆行性運(yun)動(dong)，在近日點(dian)后(hou)的(de)(de)(de)四(si)天，太(tai)(tai)陽(yang)恢復正常的(de)(de)(de)視(shi)運(yun)動(dong)。

1965年(nian)使(shi)用雷(lei)達(da)觀(guan)(guan)測后(hou)，觀(guan)(guan)察數據否決了水(shui)星(xing)對太陽是(shi)潮汐固定(ding)的(de)(de)的(de)(de)想法：自轉(zhuan)使(shi)得所(suo)有時間里水(shui)星(xing)保持相(xiang)(xiang)同的(de)(de)一(yi)面對著太陽。水(shui)星(xing)軌(gui)速振(zhen)諧(xie)為(wei)3:2，這就(jiu)是(shi)說自轉(zhuan)三次(ci)的(de)(de)時間是(shi)圍繞(rao)太陽公轉(zhuan)兩次(ci)的(de)(de)時間；水(shui)星(xing)的(de)(de)軌(gui)道離心(xin)使(shi)這個(ge)諧(xie)振(zhen)持穩。最(zui)初天文學家認為(wei)它有被固定(ding)的(de)(de)潮汐是(shi)因(yin)為(wei)水(shui)星(xing)處于最(zui)好(hao)的(de)(de)觀(guan)(guan)測位置，它總是(shi)在3:2諧(xie)振(zhen)中(zhong)的(de)(de)相(xiang)(xiang)同時刻，展現出相(xiang)(xiang)同的(de)(de)一(yi)面，就(jiu)如同它完全地被固定(ding)住一(yi)樣。水(shui)星(xing)的(de)(de)自轉(zhuan)比(bi)地球緩慢(man)59倍(bei)。

因為水星的3:2 的軌速比(bi)率(lv)，一個(ge)(ge)恒(heng)星日（自轉的周期）大約是(shi)58.7個(ge)(ge)地(di)(di)球(qiu)日，一個(ge)(ge)太陽日（太陽穿越兩次子午線之間(jian)的時間(jian)）大約是(shi)176個(ge)(ge)地(di)(di)球(qiu)日。

軌道變動

水(shui)(shui)星(xing)(xing)擁(yong)有(you)(you)太(tai)陽系8大(da)行(xing)星(xing)(xing)中偏心率最(zui)大(da)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)，通俗的(de)(de)(de)說，就是(shi)它(ta)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)橢圓是(shi)最(zui)“扁”的(de)(de)(de)。而最(zui)新的(de)(de)(de)計算機模(mo)擬顯示，在未來數(shu)十億(yi)年(nian)間，水(shui)(shui)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)這一軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)還(huan)將(jiang)變(bian)得更扁，使其有(you)(you)1%的(de)(de)(de)機會和太(tai)陽或者金(jin)星(xing)(xing)發生撞擊。更讓人擔(dan)憂(you)的(de)(de)(de)是(shi)，和外側的(de)(de)(de)巨行(xing)星(xing)(xing)引力場一起，水(shui)(shui)星(xing)(xing)這樣混亂的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)運動(dong)將(jiang)有(you)(you)可能打(da)亂內太(tai)陽系其他行(xing)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)運行(xing)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)，甚(shen)至導致水(shui)(shui)星(xing)(xing)，金(jin)星(xing)(xing)或火(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)發生變(bian)動(dong)，并最(zui)終(zhong)和地球發生相(xiang)撞。

凌日現象

水星凌日

當水(shui)星走到太(tai)陽(yang)(yang)和(he)地球之(zhi)間(jian)時，我們在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)圓面上會(hui)看(kan)到一(yi)個(ge)小(xiao)黑(hei)點(dian)穿過，這種現象稱為水(shui)星凌(ling)日(ri)。其道理和(he)日(ri)食(shi)類似(si)，不同(tong)的(de)(de)(de)是(shi)水(shui)星比月(yue)亮離地球遠，視(shi)直徑僅為太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)190萬分之(zhi)一(yi)。水(shui)星擋住太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)面積(ji)太(tai)小(xiao)了，不足(zu)以使(shi)太(tai)陽(yang)(yang)亮度減弱，所(suo)以，用肉眼是(shi)看(kan)不到水(shui)星凌(ling)日(ri)的(de)(de)(de)，只能通過望遠鏡進行(xing)投影(ying)觀測。水(shui)星凌(ling)日(ri)每100年平(ping)均發生13次。在(zai)20世紀末有一(yi)次凌(ling)日(ri)是(shi)在(zai)1999年11月(yue)16日(ri)5時42分。

在(zai)人類歷史上，第一(yi)次預告水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)(ling)(ling)日是"行(xing)星(xing)運(yun)動三大(da)定律(lv)"的(de)發現者，德國天(tian)文學(xue)家開普(pu)勒（1571至(zhi)1630年(nian)(nian)）。他在(zai)1629年(nian)(nian)預言(yan)：1631年(nian)(nian)11月7 日將發生稀奇天(tian)象(xiang)--水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)(ling)(ling)日。當日，法國天(tian)文學(xue)家加(jia)桑(sang)迪在(zai)巴黎(li)親眼目(mu)睹到(dao)有個小(xiao)黑點（水(shui)(shui)星(xing)）在(zai)日面上由(you)東向西徐(xu)徐(xu)移動。從(cong)1631年(nian)(nian)至(zhi)2003年(nian)(nian)，共出現50次水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)(ling)(ling)日。其中，發生在(zai)11月的(de)有35次，發生在(zai)5月的(de)僅有15次。每100年(nian)(nian)，平均發生水(shui)(shui)星(xing)凌(ling)(ling)(ling)日13.4次。

水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)日(ri)的發生(sheng)原理(li)與(yu)日(ri)食(shi)極為相似，水(shui)星(xing)(xing)軌道與(yu)黃(huang)道面之間是存在傾角的，這個(ge)傾角大約為7度。這就造成了(le)水(shui)星(xing)(xing)軌道與(yu)地(di)球黃(huang)道面會有兩(liang)個(ge)交(jiao)點(dian)。即為升交(jiao)點(dian)和(he)降(jiang)交(jiao)點(dian)。水(shui)星(xing)(xing)過升交(jiao)點(dian)即為從地(di)球黃(huang)道面下方向黃(huang)道面上(shang)方運動，降(jiang)交(jiao)點(dian)反(fan)之。只有水(shui)星(xing)(xing)和(he)地(di)球兩(liang)者的軌道處(chu)于同一(yi)個(ge)平(ping)面上(shang)，而日(ri)水(shui)地(di)三(san)者又恰好排成一(yi)條直線時，才會發生(sheng)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)日(ri)。如果水(shui)星(xing)(xing)在過升降(jiang)交(jiao)點(dian)附近(jin)的兩(liang)天(tian)恰好也發生(sheng)了(le)水(shui)星(xing)(xing)下合相位時，就有可能發生(sheng)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)日(ri)天(tian)象(xiang)。

在目前及以(yi)后的(de)(de)(de)十幾個世紀(ji)內，水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)只可能發(fa)(fa)生(sheng)在五(wu)(wu)月(yue)(yue)或(huo)十一(yi)月(yue)(yue)。發(fa)(fa)生(sheng)在五(wu)(wu)月(yue)(yue)的(de)(de)(de)為(wei)(wei)降(jiang)交(jiao)點(dian)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)，發(fa)(fa)生(sheng)在十一(yi)月(yue)(yue)的(de)(de)(de)為(wei)(wei)升交(jiao)點(dian)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)。而發(fa)(fa)生(sheng)在五(wu)(wu)月(yue)(yue)的(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)更(geng)(geng)為(wei)(wei)稀罕，水(shui)星(xing)(xing)距離地球也更(geng)(geng)近。水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)(qi)同樣遵循如日(ri)月(yue)(yue)食那樣的(de)(de)(de)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)(qi)。在同一(yi)組(zu)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)(qi)內的(de)(de)(de)水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)周(zhou)期(qi)(qi)為(wei)(wei)46年零(ling)(ling)1天(tian)又6.5小(xiao)時左(zuo)右(you)。但是這個46年的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)(qi)中如果有12個閏年。周(zhou)期(qi)(qi)即為(wei)(wei)46年零(ling)(ling)6.5小(xiao)時左(zuo)右(you)。這里所說的(de)(de)(de)時間差值(zhi)是同一(yi)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)(qi)相(xiang)(xiang)鄰(lin)兩次水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)中凌(ling)(ling)甚的(de)(de)(de)時間差值(zhi)。因為(wei)(wei)同一(yi)沙(sha)羅周(zhou)期(qi)(qi)相(xiang)(xiang)鄰(lin)兩次水(shui)星(xing)(xing)凌(ling)(ling)日(ri)發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)時長(chang)是不同的(de)(de)(de)。

觀測歷史

古代觀星

中國

古代(dai)稱水(shui)星為“辰星”或“昏星”。

晉書：天文中（七曜 雜(za)星氣 史(shi)傳事驗）

辰(chen)星(xing)(xing)曰(yue)北方(fang)冬水(shui)，智也(ye)，聽也(ye)。智虧(kui)聽失(shi)，逆冬令，傷水(shui)氣(qi)，罰見(jian)辰(chen)星(xing)(xing)。辰(chen)星(xing)(xing)見(jian)，則主刑，主廷尉，主燕趙(zhao)又為燕、趙(zhao)、代以北；宰(zai)相(xiang)(xiang)之象。亦為殺(sha)伐(fa)之氣(qi)，戰斗之象。又曰(yue)，軍于野，辰(chen)星(xing)(xing)為偏將之象，無軍為刑事(shi)和陰陽應效不(bu)效，其(qi)時(shi)不(bu)和。出(chu)失(shi)其(qi)時(shi)，寒暑(shu)失(shi)其(qi)節，邦當大饑。當出(chu)不(bu)出(chu)，是謂擊卒，兵大起(qi)。在于房(fang)心間地動亦曰(yue)辰(chen)星(xing)(xing)出(chu)入躁疾，常主夷(yi)狄。又曰(yue)，蠻夷(yi)之星(xing)(xing)也(ye)，亦主刑法之得失(shi)。色黃而小(xiao)，地大動。光(guang)明與(yu)月相(xiang)(xiang)逮，其(qi)國大水(shui)。

最早觀測記錄

水星最早被(bei)閃(shan)族人(ren)在（公(gong)元前三千年）發現(xian)，他們叫它(ta)Ubu-idim-gud-ud。最早的詳細記錄觀察數(shu)據的是巴比倫(lun)人(ren)他們叫它(ta) gu-ad 或 gu-utu。希臘人(ren)給它(ta)起了兩(liang)個古老的名(ming)字，當它(ta)出(chu)現(xian)在早晨時(shi)叫阿波羅(luo)，當它(ta)出(chu)現(xian)在傍晚叫赫(he)耳墨斯(si)，但(dan)是希臘天文學家(jia)(jia)知道這兩(liang)個名(ming)字表示的是同(tong)一個東西。希臘哲學家(jia)(jia)赫(he)拉克利特甚(shen)至認為水星和金星（維納斯(si)星）是繞太陽公(gong)轉(zhuan)的而不是地球。

地面觀測

水星(xing)的觀(guan)測因為(wei)它過于接近太(tai)陽而變的非常(chang)復雜(za)，在地球可以觀(guan)測它的唯一時間是(shi)在日出(chu)或日落時。

水(shui)(shui)星最亮的時候，目視星等達-1.9等。由于水(shui)(shui)星和太(tai)(tai)陽(yang)之間的視角距(ju)離不(bu)大，使(shi)得水(shui)(shui)星經常因距(ju)離太(tai)(tai)陽(yang)太(tai)(tai)近(jin)，淹(yan)沒在(zai)耀眼的陽(yang)光(guang)之中而不(bu)得見(jian)。即(ji)使(shi)在(zai)最宜(yi)于觀察的條件下，也只有在(zai)日落(luo)西山之后(hou)，在(zai)西天低處(chu)的夕陽(yang)余暉中，或是在(zai)日出之前，在(zai)東方地平線(xian)才能(neng)看到(dao)它。

地面觀測時間

觀察(cha)水(shui)星的(de)最佳時(shi)候是在(zai)日(ri)出之前約(yue)50分鐘，或日(ri)落(luo)后(hou)50分鐘。當我們朝(chao)最靠近(jin)太(tai)陽(yang)的(de)行星——水(shui)星看的(de)時(shi)候，我們也就是朝(chao)太(tai)陽(yang)的(de)方向(xiang)看。需要牢記(ji)的(de)是不要直接看太(tai)陽(yang)。

若用(yong)望遠(yuan)(yuan)鏡看水星(xing)，則可(ke)(ke)以(yi)選擇水星(xing)在(zai)(zai)其軌道上(shang)處于太陽(yang)一(yi)(yi)(yi)側或另(ling)一(yi)(yi)(yi)側離(li)太陽(yang)最遠(yuan)(yuan)（大距）時并(bing)在(zai)(zai)日出前或日落后(hou)搜尋到(dao)它。天文(wen)歷書會(hui)告訴你(ni)，這個(ge)(ge)(ge)所謂的(de)(de)“大距”究竟是在(zai)(zai)太陽(yang)的(de)(de)西邊(bian)（右邊(bian)）還(huan)是東邊(bian)（左(zuo)邊(bian)）。若是在(zai)(zai)西邊(bian)，則可(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)清晨觀測；若是在(zai)(zai)東邊(bian)，則可(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)黃昏觀測。知道了日期，又知道了在(zai)(zai)太陽(yang)的(de)(de)哪一(yi)(yi)(yi)側搜尋，還(huan)應該(gai)盡可(ke)(ke)能挑一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)地(di)(di)平線沒有東西阻隔的(de)(de)地(di)(di)點。搜尋水星(xing)要在(zai)(zai)離(li)太陽(yang)升起或落下(xia)處大約一(yi)(yi)(yi)柞寬的(de)(de)位置。你(ni)將會(hui)看到(dao)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)小(xiao)小(xiao)的(de)(de)發出淡紅色(se)光的(de)(de)星(xing)星(xing)。

在其被太陽光淹沒之(zhi)前，你大概(gai)可以(yi)觀(guan)測它2個星期。6個星期之(zhi)后，它又(you)會在相對的(de)距角(jiao)處重新出現。

哥白尼與水星觀測

說起五大行星的水星，自古以來用肉眼觀測是最難的。據傳說，大天文學家哥白尼臨終前曾嘆他一(yi)生沒有見過(guo)水星(xing)。

其實水星用(yong)肉眼(yan)觀(guan)(guan)測并不是想象中那么(me)難(nan)。要(yao)想觀(guan)(guan)測水星，選擇其大距時固然重要(yao)，而對(dui)于南(nan)北緯30，甚至20度以(yi)上的觀(guan)(guan)測者，水星相對(dui)于太陽(yang)的赤(chi)緯極為重要(yao)！

哥白尼為什么沒見過水(shui)星(xing)(xing)，最(zui)重要(yao)的(de)客觀(guan)(guan)(guan)(guan)原因有兩個：第一，近(jin)(jin)前(qian)后5000年(nian)，北半球相(xiang)對(dui)于(yu)南半球，不(bu)(bu)適(shi)合觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)水(shui)星(xing)(xing)，因為每當(dang)水(shui)星(xing)(xing)大距(ju)處于(yu)其遠(yuan)日(ri)(ri)點(dian)時，北半球觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)者會(hui)發(fa)現水(shui)星(xing)(xing)的(de)赤緯(wei)(wei)總是低于(yu)太(tai)陽(yang)赤緯(wei)(wei)，即使水(shui)星(xing)(xing)離太(tai)陽(yang)距(ju)角接近(jin)(jin)最(zui)大的(de)28度(du)，但(dan)水(shui)星(xing)(xing)幾乎還是和太(tai)陽(yang)同升(sheng)同落.反之(zhi)水(shui)星(xing)(xing)到(dao)了(le)近(jin)(jin)日(ri)(ri)點(dian)時，北半球觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)者看到(dao)的(de)水(shui)星(xing)(xing)卻比太(tai)陽(yang)赤緯(wei)(wei)高(gao)。但(dan)近(jin)(jin)日(ri)(ri)點(dian)畢竟才18度(du)的(de)距(ju)角，所以(yi)水(shui)星(xing)(xing)還是難(nan)以(yi)觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce).這種情況需(xu)要(yao)再過幾千年(nian)水(shui)星(xing)(xing)近(jin)(jin)日(ri)(ri)點(dian)進(jin)動90度(du)后才能改(gai)觀(guan)(guan)(guan)(guan)。第二，地理緯(wei)(wei)度(du)越高(gao)，內行星(xing)(xing)越難(nan)見。緯(wei)(wei)度(du)高(gao)的(de)地區，太(tai)陽(yang)的(de)晨昏朦影(ying)時間很(hen)長，即日(ri)(ri)出前(qian)或者日(ri)(ri)落后很(hen)久，天(tian)空依然明亮(liang)，所以(yi)不(bu)(bu)利于(yu)觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)水(shui)星(xing)(xing)，即使北半球來說水(shui)星(xing)(xing)每逢高(gao)于(yu)太(tai)陽(yang)赤緯(wei)(wei)的(de)大距(ju)，亮(liang)度(du)至少比織女星(xing)(xing)亮(liang)，但(dan)明亮(liang)的(de)天(tian)空背景還是使水(shui)星(xing)(xing)不(bu)(bu)易(yi)觀(guan)(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)。

在北半球如中(zhong)國，想要觀測水星(xing)，只要選對(dui)日期，天氣(qi)良(liang)好的(de)情況下(xia)還是(shi)(shi)很容易做到的(de).一年中(zhong)觀測水星(xing)的(de)最佳月(yue)份(fen)是(shi)(shi)3,4月(yue)，和9,10月(yue)，即春(chun)秋(qiu)分前后(hou)。春(chun)秋(qiu)分時黃(huang)道赤(chi)緯微分值最大(da)(da)，（黃(huang)道赤(chi)緯變化(hua)最大(da)(da)），太(tai)陽和水星(xing)在黃(huang)道上相同距角時，距離的(de)赤(chi)緯也比(bi)其他黃(huang)道區域大(da)(da).當水星(xing)赤(chi)緯大(da)(da)于太(tai)陽赤(chi)緯較多時，偏(pian)北的(de)水星(xing)可以在太(tai)陽在地平線下(xia)很久而被觀測到。經驗(yan)是(shi)(shi)：春(chun)分時節(jie)在西方的(de)雙魚，白羊座找(zhao)，秋(qiu)分時節(jie)在獅子，處女(nv)座找(zhao)水星(xing).水星(xing)相當的(de)明(ming)亮，在淡藍色(se)(se)的(de)黎明(ming)和黃(huang)昏低空(kong)中(zhong)發出不(bu)閃爍的(de)黃(huang)色(se)(se)光芒。

通常通過雙(shuang)筒望(wang)遠鏡甚至(zhi)直接用(yong)肉眼便可觀察到水(shui)(shui)星(xing)(xing)，但(dan)它總是十分靠近太陽(yang)，在(zai)曙暮光中難以看到。Mike Harvey的(de)(de)行星(xing)(xing)尋(xun)找圖(tu)表指出此時水(shui)(shui)星(xing)(xing)在(zai)天(tian)空中的(de)(de)位置（及其他行星(xing)(xing)的(de)(de)位置），再由“星(xing)(xing)光燦爛”這個天(tian)象(xiang)程序作更(geng)多更(geng)細致(zhi)的(de)(de)定(ding)制。