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水星上有哪些讓人大跌眼鏡的自然現象?
來源:橙新闻    2020-10-13 16:33
但水手10號和信使號的一些發現,讓人們意識到水星其實並沒那麼簡單。下面,我就來盤點一下其中三個最讓人大跌眼鏡的發現。

【識港網訊】眾所周知,水星是太陽系中最小也最靠近太陽的行星。類似於金星,水星也一直活動在太陽的周圍。如果以地球為頂點,分別向水星和太陽連線,所得到的角度最大只有28度。因此,只有在清晨或黃昏、太陽光比較暗的時候,我們才可以在東邊或西邊的地平線附近看到水星。

但不同於熱火朝天的金星探測,水星探測是件特別冷門的事情。事實上,到目前為止,總共只有兩個探測器造訪過水星。

第一個造訪水星的探測器是NASA的水手10號。我們在遊覽金星的時候就已經提到了水手計劃。這個計劃總共發射了10個探測器,前9個探測器不是去了金星,就是去了火星。而1973年發射的水手10號,則成了歷史上第一個同時遊歷兩個行星的探測器。除了在1974年2月飛越金星以外,水手10號還於1974年3月到1975年3月之間三次飛越水星。在此期間,它拍攝了大量的水星表面的圖片。唯一的遺憾是,水手10號每次飛越時都對着水星的同一面;因此,它只拍到了水星表面45%的區域。

一直到21世紀,水星才迎來它的第二個地球訪客。2004年8月3日,NASA發射了「信使號」探測器。不同於水手10號,信使號選擇了一條非常複雜的航行路線。在6年半的時間裡,它多次飛臨地球、金星和水星,並利用這些行星的引力來調整自己的軌道。2011年3月18日,信使號終於成功地進入了水星軌道,成為了目前唯一一個能環繞水星飛行的探測器。透過信使號的鏡頭,人們看到了一個與月球頗為相似的世界。在水星表面,遍佈着形態各異的環形山(即撞擊坑),光是直徑超過100千米的超大型撞擊坑就多達15個。其中最大的撞擊坑被稱為「卡洛里盆地」,其直徑能達到1550千米。

藝術家筆下繞行水星的信使號  圖:Wikimedia Commons

2015年04月30日,在環繞水星飛行了4年之後,信使號壽終正寢;它在水星的北極附近墜毀,形成了一座籃球場大小的新環形山。

可能你會問了:「為甚麼在超過半個世紀的時間裡,人類只發射了兩個水星探測器?」主要有兩個原因。

第一個原因是,探測水星的難度非常非常大。眾所周知,所有朝太陽系中心飛的探測器,都會受到太陽引力而作加速運動。很明顯,要想探測水星,探測器就必須在接近水星的時候減速。由於水星是最靠近太陽的行星,水星附近的太陽引力相當強大,讓探測器減速也變得非常困難。此外,水星還擁有所有行星中最快的運動速度(48千米.秒-1)。要想讓探測器在減速的過程中追上它,甚至進入繞它飛行的軌道,自然更是難上加難。這讓水星變成了太陽系中最難探測的行星之一。

為了做到這一點,信使號走了一條非常複雜的航行路線,並通過不斷飛臨地球、金星和水星來調整自己的軌道,最後花了6年半的時間才成功進入水星軌道。

信使號攝得的水星照片,這一個地區從未被水手10號探測過,距離水星地面約為27,000公里(17,000英里)  圖:Wikimedia Commons

第二個原因是,有很長一段時間,天文學家都對水星不太重視。換言之,很多人都認為水星離太陽太近,肯定是一個特別枯燥乏味的不毛之地;花那麼多人力物力去探測它,性價比很低。

但水手10號和信使號的一些發現,讓人們意識到水星其實並沒那麼簡單。下面,我就來盤點一下其中三個最讓人大跌眼鏡的發現。

1. 水星有磁場。在1974年前,人們普遍認為像水星這樣體積小自轉慢的行星,不可能擁有自己的磁場。但水手10號發現,水星有一個能覆蓋整個行星的穩定磁場,其強度能達到地球磁場的1.1%。這已經足以構築一個屏障,來抵禦太陽風的侵襲了。為甚麼一個體積這麼小、自轉又這麼慢(58.6個地球日自轉一圈)的行星會有自己的磁場?一般認為,這是由於在水星內部,也像地球一樣,有一個液態的鐵核。但為何會有這個液態鐵核,目前還沒完全搞清楚。

2. 水星有冰。其實早在20世紀90年代,人們就已經通過地面的望遠鏡,觀察到水星北極地區有異樣的反光。2011年,信使號發現此區域有大量的冰。據科學家估算,如果把這些冰均勻地鋪滿華盛頓特區,其高度能達到4千米。為甚麼在離太陽這麼近的水星上會有如此大量的冰?目前最主流的解釋是,這是幾十億年前把水星撞得坑坑窪窪的那些小行星帶來的。其中的部分冰,落入了水星北極的一些永遠也不會曬到太陽的大坑裡,就一直保存了下來。這意味着,水在太陽系中很可能是普遍存在的。

一張之前不曾被探測過的水星地表照片  圖:Wikimedia Commons

3. 水星有過全球性的岩漿海洋。太陽光射到水星表面,會被地表的岩石反射回來;通過分析這些反射光,就可以確定水星表面岩石的化學成分。2011年,信使號發現整個水星表面的岩石中都含有大量岩漿的成分。這意味着,整個水星表面都曾被岩漿浸泡。換句話說,水星上曾經有過全球性的岩漿海洋。

我們來做個總結。由於離太陽太近,再加上擁有所有行星中最快的運動速度,水星一直是太陽系內最難探測的行星之一。在超過半個世紀的時間裡,總共只有兩個探測器,水手10號和信使號,到訪過水星。這兩個探測器發現了不少讓人大跌眼鏡的自然現象,包括水星有磁場、水星有冰以及水星有過全球性的岩漿海洋。這充分說明,水星並不是一個枯燥乏味的不毛之地,而是一顆有故事的行星。

《宇宙奧德賽:漫步太陽系》

作者:王爽

出版社:中和出版

出版時間:2020年5月

橙新闻:https://www.orangenews.hk/culture/139549.jhtml

责任编辑:lwh