辰星曰北方冬水,智也,听也。——《晋书志》
水星,八大行星中距离太阳最近的一颗。在中国古代又被称之为辰星,西方称水星为墨丘利(Mercury)。
水星体积6.×10立方千米,约为地球的5.6%;质量3.×10千克,约为地球的5.5%,没有卫星。就个头而言,水星是八大行星中的小弟,它甚至比木星和土星的一些卫星还要小;但就人类探索的程度来看,水星是我们了解比较全面的行星之一。
水星。来源:视觉中国01水星名字及由来
辰星—中国:中国古代将一周天沿天赤道(1)从东向西将周天等分为十二个部分,称之为十二辰,以地支命名。以现代科学的方法来看,即将°进行十二等分,因此一辰即为30°。因为水星距离太阳最近,从地球上观测时,它与太阳的最大角距为28°,因此又被称之为辰星。
天赤道。来源:百度百科水星—中国:在水星南北极的永久阴影区内,存在着大量水冰,但这并不是它以水为名的原因。在没有观测仪器的古代,人们只能靠肉眼对天体进行观测,中国古代先民将星空之中最为闪耀的七颗星——太阳、月亮、金星、木星、水星、火星、土星——称之为七曜。结合当时流行的阴阳五行学说,宇宙万物被划归于此认知体系中。因此日月被称为“太阳”、“太阴”,其他五星分别以金木水火土来命名,这就是水星之所以为水星。
日月金木水火土—七曜。来源:百度百科墨丘利—罗马:墨丘利是罗马十二主神之一,是畜牧、小偷、商业、交通、旅游和体育之神,同时他也是众神的使者。
神话传说中,他是天神宙斯和仙女玛娅的儿子,从小就是奔跑的高手,脚踩一双飞鞋,手持翅膀魔杖,奔跑如飞。这一点像极了水星公转速度快,同时神出鬼没难以观测的特征。
墨丘利形象。来源:百度图片值得一提的是,墨丘利被以笔者为代表的的广大网友所熟知,源于魔兽争霸:冰封王座中的英雄—幽鬼,故事背景中他诞生于远古世界早期的黑暗,墨丘利代表着那些死去多时的灵魂的狂怒和怨恨,它神出鬼没,并以不寻常的热情纠缠那些还活着的生命,而且完全不受自然法则的约束。它还可以利用它垂死友军的生命能量去摧毁天灾军团的敌人。一切都为了冰封王座的荣耀。
幽鬼。来源:百度百科02水星观测探索史
传说哥白尼一生都未见过水星,因此在临去世时还曾哀叹。造成这一现象的原因除了近千年来南半球比北半球更适宜观测水星之外,也限于当时的认知,一代伟大的天文学家哥白尼竟然不知道什么时间什么地点去对水星进行观测。
哥白尼。来源:百度百科古代中国的观星活动主要是用来占卜,各朝代对于观星方法及含义讳莫如深,因此在民间并未留下详细的记载,而在二十四史之中,则留下了数以万计对于行星的观测记录,《晋书》中曾云:辰星曰北方冬水,智也,听也。智亏听失,逆冬令,伤水气,罚见辰星。古代观星者及占卜师认为水星乃是杀戮的象征,水星一起,兵戈则至。
及至近代,随着望远镜的发明及航空技术的跃进式发展,水星的观测已经不再像过去那般困难,今天的天文爱好者们不必再发出哥白尼般的喟叹。即便如此,水星依然是我们了解最少的类地行星,也是唯一没有进行过着陆探测的内层行星。这是因为水星距离太阳实在太近,公转速度太快,从背后追上或者正面撞击的登陆方式都不可能得以实现。尽管如此,迄今为止人类已经向水星发射了多枚探测器,其中最为功勋卓著的当属美国信使号探测器(Messenger,MercurySurface,SpaceEnvironment,Geochemistry,andRanging的字母缩写,意为“水星表面,空间环境,地理化学和全向遥测”)。信使号于年发射升空,飞掠地球一次、金星两次、水星三次,依靠引力弹弓不断调整速度和角度,终于在七年之后得以泊入水星轨道并拍摄了超过张水星表面的图片,凝固的岩浆、巨大的陨石坑、水星轨道的变动等等,让我们对其都有了更深一步的了解。
信使号。来源:视觉中国03水星的前世、今生与未来
信使号不仅为我们带来了水星的照片,它还对水星的表面元素进行了勘测,科学家们惊奇地发现在水星表面竟然存在着硫等挥发性元素,这说明水星诞生之初应该处于距离当前公转轨道遥远的寒冷深空中。
当前较为公认的理论认为,水星与太阳诞生于同一时期,大约距今46亿年前。水星胚胎形成的位置位于距太阳1.7亿公里的地方,即靠近当前火星公转轨道的位置。当时的这一区域,太阳系早期的星际尘埃互相碰撞、结合,形成了数枚乃至数十枚的行星胚胎,它们在凭引力互相推搡,争夺轨道。一片混乱之中,某个大型天体将水星推向了太阳,水星在行进途中,遇到了胚胎期的金星,剧烈的碰撞使得水星大部分地壳和地幔脱离,散落进茫茫太空,只剩内核继续朝着太阳运动,这一理论也解释了水星奇特的椭圆形轨道如何形成。
星体相撞假想图。来源:百度图片经过数十亿年的演化,现在的水星有足够的质量使自身因重力成为圆球体,并且清除了临近的小型天体独占轨道,因此它是当之无愧的八大行星之一。水星公转周期约为88天,自转周期约为58.6天,也就是每自转三周就公转两周,这是由于轨道共振(3)的影响在长期的相互绕行中形成的结果。白天受到太阳炙烤时,水星表面温度达到摄氏度,这足以将铅或锌融化;到了晚上因为没有大气层的保温作用,温度会迅速降低至零下摄氏度。在如此酷热严寒交替之中,以氨基酸为基础的生命体不可能存在,这也注定了水星是一颗孤独的死星。
水星表面。来源:百度图片在可预见的未来之内,水星仍然会稳定持续的维持现状,直到10亿年后,太阳燃料耗尽,缓慢死亡之时膨胀为红巨星,水星充当其中被湮灭其中,再寻不到。这是水星的终结,也只是水星的终结。一粒微不足道的尘埃终结,宇宙并无不同,大概只有时人才会伤春悲秋吧。
大角星与太阳。来源:百度百科04水星观星指南
水星的观测因为它过于接近太阳而变得非常复杂,在地球可以观测它的唯一时间是在日出之前50分钟或日落之后50分钟。
看水星的最好时机是在它距离太阳视角最大时。这有个专业术语叫度做“大距”。东大距就是水星在太阳东边,黄昏可见;西大距是在太阳西边,黎明可见。知道了日期,又知道了在太阳的哪一侧搜寻,还应该尽可能挑一个地平线没有东西阻隔的地点。搜寻水星要在离太阳升起或落下处大约一柞宽的位置。你将会看到一个小小的发出淡红色光的星星,这就是哥白尼终其一生心心念念的水星。
大距示意图。来源:百度图片今年的水星大距还有四次,分别是6月4日,7月22日,10月1日,11月11日。6月4日,水星到达年内第二次东大距,与太阳的角距离为24°,日落时地平高度约18°,亮度约+0.5等,是今年观测水星的较佳时段。下半年,7月22日水星西大距,在黎明前的东方天空可以观测到它。这次大距水星与太阳的角距离为20°,但日出时地平高度可达15°,亮度约+0.3等,也是不错的观测时机。10月1日水星到达东大距,这次虽然与太阳的最大角距离可达26°,但由于赤纬较低,日落时的地平高度只有8°,观测条件不佳。东大距过后的水星经过下合日又来到太阳西侧,11月11日是年内最后一次大距,这次西大距期间水星的观测条件不错,与太阳的最大角距为19°,日出时地平高度约17°,亮度约-0.6等。
如果有条件的话建议尽量借助望远镜等工具观测水星,届时请务必注意不要直视太阳。
05有关水星的天文现象
水星凌日:凌日即指太阳被一个小的暗星体遮挡。这种小的暗星常是太阳系行星,即水星和金星。水星凌日(TransitofMercury)发生的原理与日食相似。由于水星和地球的绕日运行轨道有一个7°的夹角。二者只有两个交点:升交点与降交点。因此,只有水星处于轨道上的这两个交点附近,且日水地三者又恰好排成一条直线时,在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动,这种现象称为水星凌日。小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的。
水星凌日。来源:NASA水星逆行:水逆多见于占星术中,在天文学中,水星并非真的在某段时间内逆向运行,而是因为水星与地球公转速度差带来的视觉上的轨迹改变。太阳系的所有行星都是在黄道面上围绕太阳进行公转,大部分行星的公转方向都是自西向东按照逆时针的方向来旋转的,在旋转的时候,内圈的行星公转速度快,而外圈的行星公转速度慢。
水星逆行示意图。来源:百度图片我们看水逆的这个示意图,当最里面是太阳,蓝色的小球是水星,红色的小球是地球。而右边的这个平面,就是地球的视角,在地球的天空中所看到的水星运动轨迹。当地球每旋转四分之一轨道的时候,水星就可以旋转一圈。当水星在1到2的位置,地球上可以看到水星在向某一方向运动,当水星从2到4的位置,地球上看到的水星却从相反的位置开始运动,直到从4到5,水星才恢复了正常的位置。
了解了它的原理,我们发现,水星逆行不过是一个非常普通的现象,水星和地球的运动轨迹都没有发生任何的变化,只是由于地球上观察视角的不同,而产生的一中错觉。
06注释
1、天赤道:是指赤道平面与天球相截所得的大圆。天赤道把天球等分为北天半球和南天半球。
2、闪族人:闪米特人一词由德国人AugustLudwigvonSchlzer于年提出,用来指代民族语属于亚非语系闪米特语族的人群,灵感来自《圣经》诺亚的长子Shem(闪)。
3、轨道共振:天体运动中出现的各种共振现象的泛称。原是指两天体之间的轨道-轨道共振,即两个天体各自以平太阳(见平太阳日)速度n1和n2绕同一中心天体运行,满足条件n1/n2=p/q(p,q为正整数),即构成两个运行轨道之间的p/q轨道共振。
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