水星的奥秘.ppt

水星的奧秘 51608李承勳 水星的出現 1 水星是太陽系八大行星中最內側最接近太陽的行星，距離太陽約0.39個天文單位，是個佈滿坑洞的小行星。 在冥王星降級成為矮行星之後，成為八大行星中最小的行星。 古代的時候人類就注意到水星的存在，常常在大清早或者是傍晚太陽剛下山時出現在接近地平線的附近。 所以在中國古代水星又稱為晨星(出現在早晨的時候)或者昏星(出現在黃昏過後)。 水星的出現 2 水星是太陽系最內側與最小的行星，比月球大1/3；也是太陽系中運動最快的行星，環繞太陽一周只要88天。由地球上看水星的視星等亮度在-2.0至5.5等之間，但因其距離太陽的最大角度（最大距角）只有28.3°，常淹沒在日出前或日落後的暮曙光中，故不太容易被看見。在中國又稱為「辰星」。 水星的地質 水星的表面整體看來像是火星地貌與月球地貌的綜合，包括高原和廣闊的海 － 像是平原和大坑穴，顯示數億年來在地質上是不活躍的。我們對水星地質的認識建立在1975年飛越水星的水手10號和地面望遠鏡的觀測，但仍是迄今所知最少的類地行星。當信使號飛越水星時觀測的數據經處理之後，包括一個被稱為「蜘蛛」的地點，我們對水星地質的知識都將會增加[14]。 水星的鐵1 水星有比太陽系內任何一顆主要的行星更大的鐵核心，有幾種理論試圖解釋這種現象。最被廣泛接受的理論是水星最初有著和其他的球粒隕石有著相似與共同性的金屬與矽酸鹽的比例（被認為是太陽系內岩石典型的平均值），質量大約是現在的2.25倍。然而，在太陽系的早期歷史中，水星被一顆大約是現在質量六分之一的星撞擊。這次撞擊剝離了水星的外殼和地涵，留下的核心就成為相對是巨大的主要部分了[10]。一個相似的過程被用來解釋地球的月球是如何形成的（參考大碰撞說）。 水星的鐵2 另一個理論是，可能在太陽還是太陽星雲，沒有形成穩定的能量輸出之時就形成了。最初的質量是現在的2倍，但是因為原始太陽的收縮，水星附近的溫度在2,500至3,000?K（≈4,000至5,800?°F），甚至可能高達10,000?K（≈17,500?°F）。許多水星表面的岩石在這樣的高溫下被蒸發掉，成為岩石的蒸氣，並被太陽風帶離而去 [12]。 第三種理論認為太陽星雲的形成導致水星的微粒生長受到阻力，這意味著較輕的微粒在生長的過程中被丟失了[13]。這些理論預測了不同的表面結構，兩項即將進行的太空任務信使號和貝皮可倫坡都將針對這些理論的預測進行測試和觀察。 水星的構造1 水星是與地球相似的4顆類地行星之一，並且是4顆中最小的，在赤道的直徑是4,879?公里。水星甚至比一些巨大的衛星，像是甘尼米德和泰坦，還要小（雖然質量較大）。水星的總質量約為30,000兆公噸，只有地球的5.5%。核的周圍是 600km 厚的行星幔。水星的70%是金屬，30%是矽酸鹽物質，5.43?g/cm3的密度上是太陽系的行星中第二大的，只有地球的密度比它大（水的密度是1.00 g/ cm3）。如果不考慮重力壓縮對物質密度的影響，水星物質的密度將是最高的。未經重力壓縮的水星物質密度是5.3?g/cm3，相較之下的地球物質只有4.4?g/cm3 [7]。 水星的構造2 水星的高密度可以推測其內部結構的細節。地球的高密度，特別是核心的高密度，是由重力壓縮所導致的。水星是如此的小，因此它的內部不會被強力的擠壓，所以它要有如此高的密度，它的核心必然是大且富含鐵的[8]。地質學家估計水星的核心佔有體積的42%（地球的核心只佔體積的17%），最近的研究很大的程度上暗示水星有一個熔融的核心[9]。 水星的構造3 環繞核心的是厚600?公里的地函，一般認為是在水星早期的歷史上就形成，而一次直徑達數百公里的巨大物體的撞擊，剝離了行星原來的地函物質，造成地函相對於核心的尺寸是很薄的一層[10]（下面討論的是一些可能的理論）。 水星的構造4 水星外殼的厚度原本被認為有100至200?公里的厚度。水星表面的一個特徵是有許多狹窄的土坎，有一些還延伸了數百公里。這些特徵相信是在外殼已經變硬之後，因為被覆蓋的核心冷卻和收縮所造成的[11]。 水星的位置1 水星是九大行星中最靠近太陽的行星，公轉軌道半徑為5,791萬公里 (0.38AU)；直徑為4,880公里，在九大行星中大小排行是第八，僅大於冥王星，甚至比一些氣體行星的較大衛星如木衛三及土衛六還小，但是質量大得多，為3.30x1023公斤。 水星位置2 　　人類知道水星最早可追溯至蘇美人 (公元前三世紀)；希臘人曾為它在早晚出現時各取了不同的名字，但同時代的天文學家已知道二者其實是同一個星體，柏拉圖學派的赫拉克利特 (Heraclitus) 甚至相信水星和金星是繞著太陽公轉而