水星的百科知识

水星

太阳系八大行星之一

水星（英语：Mercury；拉丁语：Mercurius），因快速运动，欧洲古代称它为墨丘利（Mercury），意为古罗马神话中飞速奔跑的信使神。中国古称辰星，西汉《史记‧天官书》的作者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，以黑色属水，将其命名为水星。

水星是太阳系的八大行星中最小且最靠近太阳的行星。轨道周期是87.9691天，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行星。水星是表面昼夜温差最大的行星，大气层极为稀薄无法有效保存热量，白天时赤道地区温度可达432°C，夜间可降至

-172°C。水星的轴倾斜是太阳系所有行星中最小的（大约1⁄30度），但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。水星表面遍布环形山，与月球和其他卫星相似，其地质在数十亿年来都处于非活动状态。

水星无四季变化，行星中仅有它与太阳轨道共振。每自转三圈的时间与绕太阳公转两圈的时间几乎相等。从太阳看水星，参照它的自转与公转，每两个水星年才一个太阳日。

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于天空中，而不会在子夜前后出现。从地球看水星的

亮度有很大的变化，视星等从-2.48至7.25等，但是它与太阳的距角最大只有28.3°。在北半球，只能在凌晨或黄昏的曙暮光中看见水星。当大距出现于赤道以南的纬度时，在南半球的中纬度可以在完全黑暗的天空中看见水星。

水星的发现

水星最早被闪族人在（公元前三千年）发现，他们叫它

Ubu-idim-gud-ud。最早的详细记录观察数据的是巴比伦人，他们叫它gu-ad或gu-utu。希腊人给它起了两个古老的名字，当它出现于早晨时叫阿波罗，当它出现于傍晚叫赫耳墨斯，但是希腊天文学家知道这两个名字表示的是同一个东西。希腊哲学家赫拉克利特甚至认为水星和金星（维纳斯星）是绕太阳公转的而不是地球。中国古代称水星为“辰星”。它与太阳最大角距不超过28°，由于古代称30°为一辰，故而得名。

运动&轨道

公转

水星是所有的行星中轨道离心率最大的，为0.20563，它与太阳的距离在4600万至7000万千米的范围之间变动。它以87.969地球日的周期完整地公转太阳一圈。右边的水星轨道图叠加上有着相同半长轴的圆形轨道，以显示出轨道离心率造成的影响。以5天为间隔的标示显示出在近日点时有着较大的距离，清楚的显示出比较高的轨道

速度。球的大小，与它们和太阳的距离成反比，用来阐释日心距离的变化。到太阳距离的变化，结合行星绕着自转轴的自转轨道共振，造成表面温度复杂的变化。这种共振使得一个水星日的长度是水星的两年，或是大约176个地球日。水星的轨道平面对地球的轨道平面（黄道）有着7度的倾斜，显示在右图中。水星在前方穿越太阳的凌日，只有在水星穿越黄道平面之际，也位于地球和太阳之间时才会发生。平均下来，大约7年才会发生一次。水星的转轴倾角几乎是零，测量值小于0.027度。这明显的远小于木星，它是转轴倾角第二小的行星，数值为3.1度。这意味着位于水星极点的观测者，太阳中心点的高度永远不会高于地平线上2.1角分。

在水星表面上的某些点，观测者可以看见太阳上升到半途时，会反转回去日落，然后再度日出；在所有的点上，这些都发生在同一个水星日。这是因为在近日点前大约4个地球日时，水星轨道的角速度，几乎与它的自转速度相同，所以太阳的视运动会停滞；在近日点时，水星公转的角速度超过水星自转的角速度。因此，对假设在水星上的观测者，会明显的看到太阳逆行。通过近日点4天之后，在这些点上观测到的太阳视运动又恢复正常了。

水星与地球内合（最靠近地球）的周期平均是116地球日，但是由于水星轨道的离心率，这个间隔从105日至129日不等。水星与地球的距离可以近到7730万千米，但在公元28622年之前不会接近至8000万千米以内，公元2679年为8210万千米，公元4487年为

8200万千米。从地球可以看见它逆行的时间大约是在内合前后的

8-15天，所以会有如此大范围差距变化，完全是因为它有着较大的离心率。

自转

1889年意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。许多年以来，水星被认为是与太阳同步的潮汐锁定，在每一次的轨道公转中都以同一面朝向太阳，就像月球始终以同一面朝向地球。在1965年的雷达观测，美国天文学家才测量出水星自转的精确周期是58.646天，证明水星以3:2的自转轨道共振，每公转太阳二次时也自转三次；而水星轨道的高离心率使得此共振稳定－在近日点，太阳的潮汐力最强，太阳也平静（稳定）的出现于最靠近水星的天空。

起初，天文学家认为它被同步锁定的原因是，当水星在适合观测的位置上时，它几乎总是在3:2共振的相同位置上，因此呈现相同的面貌。这也是因为水星公转周期与地球会合周期一半的巧合，由于水星3:2的自旋轨道共振，一太阳日（太阳两次过中天的时间间隔）约176地球日。一恒星日（自转周期）则约59地球日。

模拟的研究显示水星轨道的离心率是混沌的，在数百万年的时间内会因为其它行星的摄动从接近0（圆形）至超过0.45之间变动。这被认为可以解释水星的3:2自旋轨道共振（而非更常见的1:1），

因为这种状态在高离心率轨道的时期中是可能发生的。数值模拟显示未来长期轨道共振，与木星的交互作用会造成近日点距离的增加，在未来的50亿年内有1%的几率会与金星碰撞。

近日点进动

1859年，法国数学家和天文学家奥本·勒维耶（Urbain Jean Joseph Le Verrier）报告水星环绕太阳的轨道有着牛顿力学和现有已知的行星摄动不能完满解释的缓慢进动。他建议用“另一颗行星（或一系列更微小天体）位于比水星更靠近太阳的轨道上”来处理这些摄动（其它的解释包括太阳略微的扁平）。基于天王星的轨道受到扰动而发现了海王星的成功，使天文学家对这个解释充满了信心，并且这个假设的行星被命名为祝融星，但是始终未能发现这颗行星。

水星相对于地球的近日点进动是每世纪5600弧秒（1.5556度），或是相对于惯性ICFR每世纪574.10±0.65角秒；但牛顿力学考虑了来自其它行星所有的影响，预测的进动只有每世纪5557角秒（1.5436度）。在20世纪初期，爱因斯坦的广义相对论对观测到的进动提供了解释。这个效应非常小：水星近日点的相对论进动是每世纪42.98角秒，刚刚好是之前不足的值；然而，在经历1200万次的公转之后，它仍有一点点的过剩。其它行星也有非常类似的情形，但是影响小了很多：金星是每世纪8.62角秒，地球是3.84角秒，火星是1.35角秒，伊卡洛斯（1566 Icarus）是10.05角秒。