太阳系之旅水星

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1、太陽系之旅─水星製作者:501蔡渝翔.林毅明.王維得.張淳翔.鄭靖謙水星是最接近太陽（Sun）的第八大行星。水星的直徑比加尼美得（Ganymede）和泰坦（Titan）都還要小，但質量卻較兩者大。軌道：距離太陽57,910,000km（0.38天文單位AU）直徑：4,880km質量：3.30e23kg在羅馬神話中，馬克里（Mercury）是掌管商業、旅行與偷竊之神，和希臘神話中的賀密士（Hermes）相當，是眾神的信使。因為水星在天空移動的速度非常快，所以這名字能夠廣泛地被人們所接受。至少早在蘇美人（Sunerians）時期（西元前三世紀），水星就已廣為人知。水星在希臘神話中有兩個名字

2、：分別是阿波羅（Apollo），代表身為晨星的幻影；以及賀密士（Hermes），代表著黃昏之星。但是無論如何，希臘的天文學家都知道這兩個名字其實是代表相同的天體。赫拉克萊塔斯（Heraclitus）甚至當時就認為水星和金星是繞著太陽轉，而不是地球。至今仍只有水手10號（Mariner10）太空船曾造訪過水星，於1974年及1975年飛至水星三次。目前只有45%的水星表面被繪製出地圖（而且不幸的是，由於水星太接近太陽，以致哈伯太空望遠鏡（HST）無法安全地拍攝水星的影像。）由於水星軌道的離心率（eccentric）非常地大，因此（perihelion）時，只有距離太陽4600萬公里，而在

3、遠日點（aphelion）時，則有7000萬公里。水星在繞行太陽的軌道時，其近日點依歲差前進的速度非常地緩慢。19世紀的天文學家非常小心地觀察水星的軌道參數，但是一直都無法利用牛頓力學（Newtonian）來充分解釋。由於觀測值與預測值有極些微的不同，這只是個小問題卻困擾了他們好幾十年。天文學家甚至猜測還有其他的行星（有時候被叫做法爾坎Vulcan）軌存在於水星附近，以用來解釋此不一致的現象。反倒是真正的答案卻更具戲劇性：那就是愛因斯坦（Einstein）的廣義相對論（GeneralTheoryofRelativity）！由於這個理論正確地預測了水星的運動，因此大家接受這個理論的早期，

4、這是一項重要的事實直到1962年，天文學家都還認為水星的“一天”與“一年”的時間長度相同，這是因為水星總是以同一面面對著太陽，就如同月球總是以同一面面對著地球。但在1965年時由都卜勒雷達的觀測證明了這個說法是錯的。目前所知水星在兩個“水星年”的期間自轉三週。據我們所知，水星是太陽系中惟一一顆公轉、自轉共振（resonance）比不是1：1的天體。實際上，水星高離心率的公轉軌道，對於身在水星表面的觀察者來說，會看到非常奇特的現象。在某些經度線上的位置，觀察者會先看到太陽升起，然後太陽看起來會慢慢變大，並緩緩地移動至天頂。在到達某一定點時，太陽會停住，然後短暫地往相反的方向行進之後再停住

5、，並重新回頭往地平線的方向移動，於是太陽看起來開始愈來愈小。一般來說，夜空中的星星會以三倍的速度快速穿越天空。觀察者在水星的其他地方也會看到不同但是奇特的運行軌跡。在太陽系中，水星表面的溫度變化非常極端，溫度範圍從90k到700k。金星（Venus）的溫度雖比水星還要高一點，但是溫度的變化卻要穩定得多。水星在許多地方是跟月球（Moon）很相似的：他的表面非常古老並曾經歷經過猛烈地爆發；而且水星沒有板塊構造運動（platetectonics）的發生。除此之外，水星的密度比月球還要大得多（5.43vs3.34gm/cm3）。水星的密度是太陽系中第二大的，僅次於地球（Earth）而已。實際上

6、，地球的密度有一部份應是受到重力的壓縮，如果不是這個原因，水星的密度應比地球大。這表示水星緻密的鐵核心相對於地球的核心來說，還要大得多，這可能就是水星最主要的組成成分了，因此水星相對地來說，只有薄薄一層的矽酸岩類（silicate）地函及地殼。水星的內部主要是一顆半徑達1800至1900公里巨大鐵核。至於矽酸鹽的外殼（與地球的地函及地殼相似）只有500至600公里厚，而且至少還有些許的地核可能是呈現熔融狀態的。水星表面具有一層薄薄的大氣，但是太陽風（solarwind）會將大氣中的原子吹離水星表面，再加上因為水星實在太熱了，所以那些原子很快地就散逸至太空中。因此，相較於地球及金星穩定的

7、大氣層，水星的大氣是持續不斷在補充的。在水星的表面有大量的懸崖峭壁存在，綿延長達數公里之遙，高度更可達到三公里左右。有些峭壁還切穿了火山口環以及其他特徵，顯示了這些峭壁可能是因為收縮而形成的。推斷水星的面積因此少了約0.1%（或是說水星的半徑約少了1公里）。卡路里盆地CalorisBasin（見右圖）是水星表面中最大的特徵之一，它的直徑約有1300公里。我們認為它與月球最大的盆地（寧靜海mariabasins）很相似。和月球上的盆地一樣，它們可