太陽系中最靠近太陽的行星。在天文學中常以符號
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水星下合時常常穿過日面,那時我們會在太陽圓面上看到一個小黑圓點穿過,這種現象稱為水星凌日。水星凌日的條件和發生日食的條件相似,每世紀平均發生13次。下次水星凌日將發生在1986年11月13日。觀測水星凌日現象能更精確地測定水星的軌道。
水星除繞太陽公轉外,還有自轉。過去一直認為,水星的自轉周期由於潮汐作用變成和公轉周期相等,也是87.969日。1965年,射電天文學傢測得水星的自轉周期為58.646日,正好是它公轉周期的三分之二。對這個問題迄今尚無恰當的解釋。
水星近日點在它的軌道平面上移動,每一百年向前移動(天文學上稱為進動)5,601″。用牛頓力學隻能解釋5,558″,還差43″,無法解釋。這個值被稱為水星近日點的反常進動。直至1915年愛因斯坦建立廣義相對論後,這一現象才得到圓滿的解釋(見水星近日點進動問題、廣義相對論的天文學驗證)。
物理狀況 水星的半徑約為2,440公裡,是地球半徑的38.3%。體積是地球的5.62%。質量為3.33×1026克,是地球的5.58%。平均密度為5.46克/厘米3,比地球略小。水星表面的重力加速度為373厘米/秒2,因此,水星表面上物體的逃逸速度也很小,為4.3公裡/秒。水星和月球一樣,本身不發光,隻能反射太陽光。因此,通過望遠鏡可以看到水星有類似月相的變化。水星的反照率為0.06,比月球反照率0.07稍小;色指數為+0.91,也比月球的色指數+1.15略小。這說明,水星表面情況和月球表面情況相差不多。
美國發射的行星際探測器“水手”10號於1974年3月29日、9月21日和1975年3月16日三次經過水星,探測到有關水星的許多情報。水星的表面很象月球,佈滿瞭大大小小的環形山。此外,還有平原、裂谷、盆地各種地形(見彩圖)。其中有個中心位於北緯30°、西經195°,半徑達1,300公裡的卡路裡盆地,是太陽系諸行星中表面溫度最高的地方。水星上有極稀薄的大氣,大氣壓小於2×10-9毫巴,大氣中含有氦、氫、氧、碳、氬、氖、氙等元素。有些高度超過3公裡、長度超過500公裡的懸崖分佈在水星表面。這是水星上沒有大氣風化的證據。自從水星遭受嚴重的隕石轟擊形成環形山以來,就不曾有過較多的大氣。水星表面的大氣既然如此稀薄,晝夜溫度相差必然很大。白天太陽光直射處溫度達到700K,夜晚冷到100K。
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水星的平均密度較大,在九大行星中僅次於地球,這說明它有類似地球那樣的內核。據雷諾等人估計,水星內部有一個鐵核,鐵核約占水星質量的70~80%。鐵核外面有一層厚約500~600公裡的矽酸鹽包層。
“水手”10號探測器還發現水星有磁場,在赤道上磁場強度為4×10-3高斯,在兩極為7×-3高斯。水星磁場位形與地球相似,也是偶極場,南、北兩磁極的連線與水星自轉軸交角為12°。水星也有磁層。