距太阳最近的行星
水星是太阳系中最小的行星,也是距太阳最近的行星。它以平均约5,800万公里的距离绕太阳运行,不到地球到太阳距离的一半。虽然水星是距太阳最近的行星,但它实际上并不是最热的行星——那个称号属于金星。水星是一颗岩石类行星,表面覆盖着陨石坑,很像地球的月球。数千年来,科学家们一直对这个小小的世界着迷不已。
水星的直径约为4,879公里,只比地球的月球稍大一点。尽管体积小,水星的密度却出人意料地高,因为它有一个非常大的铁核。这个铁核占据了行星半径的约85%,比太阳系中任何其他行星的比例都要大得多。外层,即地幔和地壳,与下面巨大的核相比相对较薄。如果你能称量水星,它的重量大约是我们月球的18倍。
水星的一天和一年之间有着非常不寻常的关系。水星完整绕太阳运行一圈只需约88个地球日,使它成为公转速度最快的行星。然而,水星绕自身轴线自转非常缓慢——完整自转一圈需要约59个地球日。由于这种奇特的组合,水星上的一个太阳日(从一次日出到下一次日出)大约持续176个地球日。这意味着水星上的一天实际上比它的两个年还要长!
水星经历着太阳系中最极端的温度变化。白天,向阳面的温度可以高达约430摄氏度。夜晚,没有厚厚的大气层来保存热量,温度可以骤降至约零下180摄氏度。将近610摄氏度的温差是任何行星中最大的温度范围。水星稀薄的大气层,称为外逸层,太弱而无法保存热量或保护表面免受太阳辐射的伤害。
水星表面覆盖着数千个陨石坑,这是数十亿年来受小行星和彗星撞击的结果。水星最大的陨石坑叫做卡路里盆地,直径约1,550公里——大到可以装下美国德克萨斯州。陨石坑之间有光滑的平原,这些平原可能是由古代火山爆发形成的。水星还有长长的、蜿蜒曲折的悬崖,叫做陡崖,可以延伸数百公里。科学家认为这些陡崖是在水星内部冷却、行星在数十亿年间略微收缩时形成的。
与地球不同,水星没有真正的大气层供你呼吸,也无法支撑天气。相反,它有一层极其稀薄的外逸层,由少量的氧气、钠、氢、氦和钾组成。这些粒子来自太阳风、陨石撞击以及从表面逸出的原子。外逸层是如此稀薄,以至于其中的分子几乎从不互相碰撞。由于基本上没有大气层,水星没有风、没有雨、也没有云。
由于到达水星非常困难,只有两艘飞船曾经访问过水星。第一艘是美国航天局的水手10号,它在1974年和1975年三次飞越水星,绘制了其表面约45%的地图。美国航天局的信使号飞船从2011年到2015年围绕水星运行,提供了关于整个行星的详细地图和数据。信使号发现水星极地附近永久阴影陨石坑中隐藏着水冰。一个名为贝皮科伦布号的欧洲-日本联合任务于2018年发射,目前正在前往水星的途中,将对水星进行更详细的研究。
研究水星帮助科学家了解太阳系中岩石行星是如何随时间形成和变化的。因为水星离太阳那么近,它给了我们关于强烈热量和太阳辐射如何影响行星的线索。在水星上发现水冰是一个重大惊喜,改变了科学家对内太阳系中水的看法。水星巨大的铁核也引发了关于这颗行星早期历史发生了什么的疑问——一些科学家认为一次巨大的碰撞可能剥去了它大部分的外层。每一个关于水星的新发现都让我们对岩石行星的形成和变化有了新的认识。