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在太陽系中有一顆神秘的行星，它個頭最小，卻謎團(tuán)最多；距離太陽最近，卻難以被看清；在大多數(shù)時候，它離地球最近卻極難探測。這顆行星就是水星。直到今日，只有兩艘探測器探索過水星。它仍舊十分神秘！水星究竟隱藏著哪些不為人知的秘密呢？接下來，就讓我們一起揭開水星的神秘面紗。

01太陽系的 “小不點(diǎn)”

水星是太陽系中最小的行星，其赤道直徑為4879公里，不僅比地球小得多，甚至比太陽系中最大的天然衛(wèi)星木衛(wèi)三、土衛(wèi)六還要小。它的質(zhì)量僅為地球的 5.5%，體積約為地球的 5.6% ，就像一個迷你版的地球。

雖然身形小巧，水星的密度卻不容小覷。其平均密度達(dá)到了 5.43 克 / 立方厘米，在太陽系中僅次于地球，位列第二。若排除引力壓縮的影響，制造水星的材料密度比地球還大，前者未壓縮密度為 5.3 克 / 立方厘米，而地球只有 4.4 克 / 立方厘米。這一數(shù)據(jù)表明，水星內(nèi)部很可能存在一個巨大的鐵核，其直徑大約占水星直徑的 85%，相比之下，地球的核心僅占地球直徑的54%。如此大比例的鐵核，讓水星顯得與眾不同。

02獨(dú)特的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)

水星是太陽系所有行星中軌道傾斜程度最大的。它的道平面與地球公轉(zhuǎn)軌道平面（黃道面）存在著約 7° 的傾角，這一角度讓水星的運(yùn)行軌跡區(qū)別于太陽系內(nèi)大部分行星近乎共面的特征。不僅如此，水星還是所有行星中軌道偏心率最大的。在公轉(zhuǎn)過程中，水星離太陽最近時約 4600 萬公里，最遠(yuǎn)時可達(dá)6982萬公里，軌道偏心率高達(dá)0.21.也就是說，水星的軌道最不像一個圓。

受軌道特性影響，水星在抵達(dá)近日點(diǎn)時公轉(zhuǎn)速度高達(dá)58.98公里/ 秒，遠(yuǎn)日點(diǎn)時大約38.86公里/秒，平均速度為 47.36 千米 / 秒，是太陽系中公轉(zhuǎn)速度最快的行星。它每88個地球日就會太陽一周。有趣的是，水星的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)之間存在著 3:2 的自旋軌道共振現(xiàn)象。也就是說，水星繞太陽每轉(zhuǎn)兩圈，就繞軸自轉(zhuǎn)三圈。由于這種奇特的關(guān)系，水星的自轉(zhuǎn)周期（恒星日）大約是 58.7 個地球日，而水星上的一天（太陽日）大約是 176 個地球日。水星上的一天等于水星上的兩年。水星上的日歷真的是很神奇啊！

03難以捕捉的水星倩影

水星是最難從地球觀測的行星之一。從地球上觀測水星，它與太陽之間的角距離不會超過28°，因此大部分時間它都淹沒在太陽的眩光中，只有在清晨或黃昏的短暫時間內(nèi)，才有可能被觀測到。由于安全程序的限制，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡根本無法指向太陽附近，也就無法觀測到水星。然而，有一種罕見而壯觀的天文現(xiàn)象，能讓我們有機(jī)會目睹水星穿梭于太陽表面的獨(dú)特景象，那就是水星凌日。

水星凌日發(fā)生的原理與日食相似。當(dāng)水星運(yùn)行到地球和太陽之間，并且三者恰好或幾乎在同一條直線上時，在地球上的人們就能看到一個小黑點(diǎn)在太陽表面緩慢移動，這便是水星凌日現(xiàn)象。由于水星的軌道平面與地球的軌道平面存在約7°的夾角，因此水星凌日并不常見，平均每100年大約發(fā)生13次。每次水星凌日的持續(xù)時間也不盡相同，短則幾個小時，長則可達(dá)近9個小時。

04“冰火兩重天” 的星球

水星是太陽系中晝夜溫差最大的行星。水星距離太陽很近，白天時在太陽的強(qiáng)烈輻射下，溫度可高達(dá) 427℃，足以熔化鉛等金屬。然而，水星的大氣層極為稀薄，氣壓小到幾乎可以忽略不計(jì)，無法保持熱量，到了晚上溫度會驟降至 - 173℃左右，晝夜溫差高達(dá)600℃，簡直就是一個冰火兩重天的世界??！

05滿目瘡痍的表面

我們通過實(shí)行探測器傳回來的照片發(fā)現(xiàn)，水星的表面布滿了密密麻麻的撞擊坑，與月球表面十分相似。這些撞擊坑是在漫長的歲月里，無數(shù)小行星和彗星撞擊水星留下的痕跡。水星上已發(fā)現(xiàn)的直徑超過100公里的撞擊坑就有15個。

在眾多撞擊坑中，卡洛里盆地最為引人注目。它直徑達(dá) 1550 公里，是水星上最大的撞擊坑。天文學(xué)家認(rèn)為，它是一顆直徑至少100公里的小行星撞擊形成的。這次撞擊的威能量相當(dāng)于1萬億顆百萬噸當(dāng)量氫彈。它在撞擊盆地的周圍環(huán)繞著高達(dá) 2公里，并向外延伸數(shù)百公里的山脈。撞擊產(chǎn)生的地震波傳遞到了卡路里盆地的對拓點(diǎn)上，并在那里形成了一個由裂縫、斷層、山丘和山谷組成的奇特隆起區(qū)域。也就是說，這顆小行星不僅給水星撞出了一個“大坑”，而且還讓大坑的對面鼓起了一個“大包”。

除了撞擊坑，水星表面還有其他獨(dú)特的地貌。研究表明，水星曾經(jīng)存在過火山活動，其表面的一些平原可能就是火山噴發(fā)形成的熔巖流堆積而成。此外，科學(xué)家推測，在水星形成初期，可能曾經(jīng)歷過全球性的巖漿海洋階段，這對水星的演化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

06水星上的水冰

很難想象，信使號探測器在被太陽不斷炙烤的水星上發(fā)現(xiàn)了水。這些水存在于水星的兩極地區(qū)。天文學(xué)家猜測，它們可能是由水星內(nèi)部的水蒸氣逃逸出來凝結(jié)形成的，也有可能是彗星撞擊水星帶來的。它們?yōu)槭裁磿谒巧祥L期存在呢？原來，由于水星的自轉(zhuǎn)軸傾角非常小，幾乎垂直于其公轉(zhuǎn)軌道平面，兩極地區(qū)的一些環(huán)形山底部永遠(yuǎn)見不到太陽，溫度極低，使得水能夠以冰的形式存在。據(jù)估計(jì)，水星兩極水冰的質(zhì)量約為南極冰蓋的 0.025 - 0.25%。

07探測水星的艱難歷程

水星是最難從地球到達(dá)的行星。由于水星十分靠近太陽且高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此它成了探測器最難靠近的天體。探測器要想安全抵達(dá)水星，既要有足夠的速度追上水星，又避免因?yàn)樗俣冗^快而墜入太陽。此外，水星表面的極端高溫，對探測器的熱防護(hù)設(shè)計(jì)提出了極高的要求。

截至 2023 年，只有兩艘太空探測器訪問過水星：1973 年發(fā)射的 “水手 10 號”和2004 年發(fā)射的 “信使號”?！八?10 號” 受制于當(dāng)時的技術(shù)水平，無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的環(huán)繞探測，只能 3 次飛掠水星；“信使號” 經(jīng)過 6 年半的漫長旅程，才進(jìn)入水星軌道。