太空僧

公元前14 世紀一個晴朗無云的傍晚,美索不達米亞平原北部一位負責觀天的亞述抄寫員拿起一根蘆葦稈,將地平線上的一顆星壓記在了泥板上。在后世流傳的眾多泥板副本中,與亞述文明關系密切的巴比倫文明,用神的名字將這顆星命名為“納布”,意思是記錄之神。希臘神話中與之對應的神,是神界與人間的信使赫耳墨斯,而在羅馬神話中是眾神的信使墨丘利(Mercurius)。這顆星就是水星(Mercury)。
在我國古代,水星曾被稱為“辰星”。又因它的顏色偏暗,而黑色在“五行”論中屬水,所以又被稱為“水星”。與中國傳統文化關系密切的日本、韓國和越南等國家,也同樣稱之為水星。
最難觀測的系內行星
在金星、木星、水星、火星、土星這五顆人類肉眼可見的行星中,水星是最難見到的那一顆,這是為什么呢?因為水星是距離太陽最近的行星,只有地日距離的39%。從地球看去,水星一直跟著太陽,大部分時間躲在太陽的光輝里,與太陽幾乎同升同落,人們很難一睹真容。
只有當水星運行到太陽東西兩側最遠處時,受陽光的干擾最小,才會有短暫的觀測機會。這種機會被稱為“大距”,每年只有幾次。最近的一次是2023 年12 月4 日,是水星“東大距”出現的日子,水星出現在太陽的最東邊,會比太陽晚落下(相對應的,“西大距”時水星在黎明時的東方低空出現)。這一天前后幾日的黃昏時分,太陽落下后的半小時內,在西偏北方向沒有遮擋的地平線上方仔細觀察,視力好的人或許就能在夕陽的余暉中找尋到水星。
最小的系內行星
水星難以肉眼看到,還因為它是太陽系中體積最小的行星,它的直徑只比月球略大一點,比木衛三和土衛六還小些。雖然個頭兒最小,但水星的密度是太陽系中除地球外最大的。由于離太陽太近,它表面較輕的外殼都被太陽風剝離殆盡,留下了一個星核——一層薄硅酸鹽巖下面是一個巨大的鐵核心。
而水星還在不斷變小。1974 年,“水手10 號”探測器飛越水星時傳回圖像,天文學家們吃驚地看到除了隕石坑,水星還遍布著大片巨大的階梯般的山脊斷層和高達幾千米的懸崖,就像一個風干發皺的蘋果。2011 ~ 2015 年,第二艘水星探測器“信使號”在水星各處又發現了很多更小的“葉狀懸崖”。
以前,很多科學家認為水星與月球非常相似,在太陽系形成的早期便平靜下來,大部分時間里都是一顆“死星”。如今,隨著較新的葉狀懸崖的發現,科學家們認為水星內部存在與眾不同的動力學現象。由于水星沒有板塊運動,隨著水星內核凍結,這顆行星可能還在收縮變小。
最難探索的系內行星
水星是太陽系內最難探索的行星,造訪那里的人類探測器也最少。水星雖然不像木星等氣態行星那樣難以著陸,也不像海王星那樣過于遙遠,但水星的軌道很難進入,背后的原因還是水星離太陽太近了。
太陽的引力如同一口很深的井,而水星就在井口的邊緣。從地球直接去往水星原本只需要3 個月左右的時間,但是想進入水星軌道并被水星微弱的引力捕獲,卻非常困難,就如同斜坡上一顆滑向井邊的豆子,一不小心沒剎住就會落入井里。
1974 年發射的 “水手10 號”探測器因為當時的技術限制而未能進入水星軌道,只能在圍繞太陽的軌道上利用掠過水星的三次機會開展觀測。而2004 年發射的“信使號”探測器在飛行了約79 億千米,進行了5 次軌道修正,6 次飛掠行星借助“引力彈弓”減速,并3 次掠過水星,才在6 年半后成功減速進入水星軌道,成為人類有史以來第一個環繞水星的航天器。為此,總重1092 千克的“信使號” 探測器攜帶了607 千克推進劑,占比高達56%。而由于燃料大多消耗在了路上,入軌后的“信使號”探測器只工作了4 年時間就受控墜落了。
最快的系內行星
說到“信使號”,它和水星的英文名一樣,靈感來源于古羅馬神話中的信使墨丘利。墨丘利是跑得最快的神,他的形象通常是頭戴一頂插有雙翅的帽子,腳穿飛行鞋。而水星每88 天就能繞太陽轉一圈,以約47 公里/ 秒的速度在太空中飛行,比系內任何行星都快,算得上名副其實。
不僅如此,水星上日出日落的間隔也是最短的。當水星運行到近日點時,如果你站在水星赤道的某一點上,會看到朝陽短暫地從地平線上升起后,又馬上落下,這是由于水星自轉的速度與公轉速度十分接近的原因。
最大溫差的系內行星
直覺告訴我們,行星離太陽越近,表面溫度越高。水星的白天非常熱,溫度超過427 °C,但由于沒有大氣層保溫,一到夜間,溫度可能會降至-173°C,晝夜溫差高達600°C。不過,水星并不是太陽系中最熱的行星,擁有稠密大氣層的金星才是冠軍。
雖然溫差如此極端,但在水星南北極巨大的環形山內側,陽光永遠照不到的陰影里,溫度會一直保持在-212 °C 以下。1991 年科學家們根據雷達觀測圖像首次發現,水星兩極環形山內側有很強的反射波,猜測這些區域存在著水冰。 “信使號”傳回的最新數據進一步提高了這一觀點的可信度。
總之,水星這顆離太陽最近的行星,充滿著未知與神秘。隨著科技的進步,我們或許能在未來揭下它的神秘面紗。