太阳系水星

　　水星
　　中国古称辰星；到西汉时期，《史记•天官书》作者天文学家司马迁从实际观测发现辰星呈灰色，与「五行」学说联系在一起，以黑色配水星，因此正式把它命名为水星。
　　水星
　　水星是太阳系的八大行星中最小和最靠近太阳的行星。轨道周期是87.969 地球日，从地球上看，它大约116天左右与地球会合一次，公转速度远远超过太阳系的其它星球。水星的快速运动使它在罗马神话中被称为墨丘利，是快速飞行的信使神。由于大气层极为稀薄，无法有效保存热量，水星表面昼夜温差极大，为太阳系行星之最。白天时赤道地区温度可达 432°C，夜间可降至-172°C。极区气温则终年维持在-172°C以下。水星的轴倾斜是太阳系所有行星中最小的(大约 130度)，但它有最大的轨道偏心率。水星在远日点的距离大约是在近日点的1.5倍。水星表面充满了大大小小的坑穴，外观看起来与月球和其他卫星相似，显示它的地质在数十亿年来都处于非活动状态
　　水星无四季变化。它也是唯一与太阳轨道共振的行星。相对于恒星，它每自转三圈的时间与它在轨道上绕行太阳两圈的时间几乎完全相等。从太阳看水星，参照它的自转与轨道上的公转运动，是每两个水星年才一个太阳日。因此，对一位在水星上的观测者来说，一天相当于两年因为水星的轨道位于地球的内侧（与金星相同）所以它只能在晨昏之际与白天出现在天空中，而不会在子夜前后出现。同时，也像金星和月球一样，在它绕着轨道相对于地球，会呈现一系列完整的相位。虽然从地球上观察，水星会是一颗很明亮的天体，但它比金星更接近太阳，因此比金星还难看见从地球看水星的亮度有很大的变化，视星等从-2.3至5.7等，但是它与太阳的分离角度最大只有28.3°当它最亮时，从技术角度上讲应该很容易就能从地球上看见它，但由于其距离太阳过近，实际上并不容易找到。除非有日全食否则在太阳光的照耀下通常是看不见水星的。在北半球能在凌晨或黄昏的曙暮光中看见水星。当大距出现在赤道以南的纬度时，在南半球的中纬度可以在完全黑暗的天空中看见水星。
　　水星轨道的近日点每世纪比车顿力学的预测多出 43角秒的进动，这种现象直到20世纪才从爱因斯坦的广义相对论得到解释。
　　概述
　　由于水星十分接近太阳，时常被太阳光所笼罩，勘测相当困难，因此我们对水星的所知相当有限，迄今只有两艘太空船曾大致勘察过水星。第一艘是 1974至1975年的水手10号只描绘了 45%的水星表面图。第二艘是信使号，在2008年1月14日掠过水星，描绘了另外30%的表面。信使号于2011年3月17日再度抵达水星，并且进入环绕轨道，开始对水星表面进行全面的探测。
　　实际上，水星外观很像月球，表面有许多的坑穴，没有天然卫星，也没有实际的大气层；它有巨大的铁核，磁场强度约是地球的1%
　　由于水星有着巨大的核，它的密度非常高。水星的表面温度为90至700K （-180至 430°C)日下点是最热的地方，靠近地理极的坑穴底部是温度最低之处。
　　水星的观测纪录可以追溯到西元前3,000年的苏美尔人，希腊的赫西俄德时代称之为 EtIABwV （拉丁化：＂Stilbon＂＂)(＂the gleaming＂）和＂Hermaon＂今天英文中的名称来自罗马，是罗马神话中众神的信使墨丘利 (Mercurius)相当于希腊的赫耳墨斯 (Hermes） 和巴比伦的纳布。在天文学上的符号是一个古老的星占符号，一个很有风格的版本是带着有翅膀的头盔持着众神手杖 （caduceus）的＂传信天使＂。在西元前5世纪，希腊天文学家认为水星是两个不同的天体，这是因为它时常交替地出现在太阳的两侧；一颗出现在日落之后，它被叫做墨丘利；另一颗则出现在日出之前，为了纪念太阳神阿波罗，它被称为阿波罗。毕达哥拉斯后来指出他们实际上是相同的一颗行星。
　　在印度，水星被称为’＂Budha＂是月亮之神(＂Chandra＂）的儿子；在希伯来，称为＂Kokhav Hamah＂意思是来自太阳的炎热之星。
　　在中国，水星是五行之一又称为＂辰星＂《晋书》内提及：「辰星日北方冬水．智也．听也。智亏听失．逆冬令，伤水气罚见辰星。辰星见一则主刑，主廷尉，主燕赵为燕、赵、代以北；宰相之象。亦为杀伐之气，战斗之象又日，军于野，辰星为偏将之象，无军为刑事。和阴阳，应效不效，其时不和。出失其时，寒暑失其节邦当大饑。当出不出，是谓击卒，兵大起。在于房心间，地动。亦日，辰星出入躁疾，常主夷狄。又日，蛮夷之星也，亦主刑法之得失。色黄布小，地大动。光明与月相逮，其国大水。
　　内部构造
　　水星的内部结构：
　　1. 地壳：厚度100-300 km
　　2. 地幔：厚度600 km
　　3. 核心：半径1,800 km
　　水星是太阳系内与地球相似的4颗类地行星之一，有着与地球一样的岩石个体。它在赤道的半径为 2,439.7公里，是太阳系中最小的行星，水星甚至比一些巨大的天然卫星，像是甘尼米德和泰坦，还要小一虽然质量较大。水星由大约70%的金属和 30%的矽酸盐材料组成，水星的密度是每立方公分5.427公克，在太阳系中是第二高的，仅次于地球的每立方公分5.515公克。如果不考虑重力压缩对物质密度的影响，水星物质的密度将是最高的。末经重力压缩的水星物质密度是每立方公分5.3公克，相较之下地球物质只有每立方公分 4.4。
　　水星表面
　　从水星的密度可以推测其内部结构细节。地球的高密度，特别是核心的高密度，是由重力压缩所导致的。水星的质量及重力是如此的小，它的内部不会被强力的挤压，所以它要有如此高的密度，其核心必然是巨大的且含有许多的铁。
　　类地行星的大小比较(由左至右）：水星、金星、地球、和火星 水星内部的构造：
　　1.地壳：厚度在100-300公里
　　2.地函：厚度约600公里
　　3.核心：半径约 1,800公里
　　地质学家估计水星的核心占有体积的 55%；地球的核心只占体积的17%。水星富铁的核心占据了其总质量的至少60%，它的半径更是达到了水星半径的四分之三。最近的研究强烈支持水星有一个熔融的核心，包围着核心的是500700公里厚的矽酸盐地函。太阳系类地行星中，只有水星和地球拥有全球性的磁场。天文学家认为这些磁场是由它们核心外层中的电流所产生。根据水手10号任务和从地球观察的资料，水星的地壳被认为只有100-300公里的厚度。水星表面的一大特征是有无数的窄脊，可以延伸到数百公里长，相信都是在水星的地壳凝固后，核心和地函因冷却而收缩造成的。
　　水星核心含有的铁高出太阳系内任何主要的行星，已经有几种理论被提出来解释。得到最广泛支持的理论是水星原本有着类于于常见的球粒陨石金属-矽酸盐比率的核心，被认为是太阳系内典型的岩石物质，质量大约是目前质量的2.25倍。在太阳系早期的历史中，水星可能遭受到一颗直径数百公里，质量约为其1/6的微行星撞击。这次撞击剥离了大量原始的地壳和地西，留下的核心就相对的成为组成中较大的部分。这一假说得到了信使号分光仪对水星表面元素丰度观测的支持。一个类似的假说，称为巨大撞击假说，被用来解释地球的卫星，月球的形成。
　　另一假说为，水星在太阳输出的能量稳定下来之前就已经在太阳星云中形成。这颗行星原本的质量是目前的两倍，但在原行星的收缩过程中。当时水星的温度可能在2,500-3,500K，并且可能高达10,000K，水星表面许多的岩石成份在如此的高温下可能都汽化，成为大气层中的＂岩石蒸汽＂，然后被太阳风带走了。
　　第三种假说认为，太阳星云造成水星吸积的物质被拖曳，这意味着水星表面较轻的物质会从吸积的材料中丢失。每种假说预测的水星表面有不同的成分，信使号和即将执行的贝皮可伦坡号任务都试图经由观测来测试上述的学说。信使号已经发现表面的钾和硫的含量在预测水准之上。巨大撞击假说的地壳和地函的汽化末曾发生，因为钾和硫都会在这些事件的高温下被驱离。此一发现似乎倾向于较轻的行星材料受到拖曳而离开，造成较重的金属材料被浓缩。
　　信使号的分光仪已经测量水星的组成，科学家发现水星的岩石所含的镁比起地球或月球表面要多得多，而铝则少得多。
　　表面地质
　　来自信使号的第一张水星假色影像。
　　信使号飞越水星的第二张影像。柯伊伯撞击坑刚好位于中央。广泛的射纹系统来自顶部附近的北斋撞击坑。
　　水星的表面与月球很相似，呈现出像海的广大平原和大量的撞击坑，显示它数十亿年来都处于非地质活动状态。我们对水星地质的认识建立在1975年飞越水星的水手10号和地面的观测，它是我们了解最少的类地行星。当信使号最近飞越水星的资料被处理过后，这方面的知识将会有所增进。例如，科学家们已经发现一个不寻常的火山口辐射槽，称之为＂蜘蛛＂。稍后，被重新命名为阿波罗多罗斯。
　　水星内部横截面
　　在水星表面特征的命名有着不同的来源、取自已己经过世的人名。坑穴使用艺术家、音乐家、书画家和作家，他们都在各自的领域中有着杰出或基础的贡献。山脊或皱脊，以对水星的研究有贡献的科学家命名；洼地或地沟以建筑师来命名
　　山脉以各种不同语言中热门的单词来命名；平原或平原低地以各种不同语言的水星之神名称来命名。悬崖或峭壁以科学探险船命名；山谷或谷地则使用电波望远镜命名。
　　反照率特征指使用不同领域的望远镜观测，明显的有不同反照率的地点。水星拥有山脊（有时也称为皱脊），像月球的高地、山脉(山)、平原或平原低地 (Planitia）、悬崖 (Rupes)和谷地(山谷）
　　水星在 46亿年前形成时，曾经经历过彗星和小行星短暂的轮番轰击，在38亿年前结束，可能是独立发生的后期重轰炸期。在这些剧烈形成陨石坑的期间，由于缺乏大气层来减缓撞击，行星表面整个都被陨石坑覆蓋著。在这个期间，行星有着火山的活动，像是卡洛里盆地等盆地都被来自行星内部的岩浆覆蓋著，形成如同在月球上发现的海一样的平原。