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埃文斯牧师的宇宙04（第2页）

从现代天文观测上看，水星上有水吗?“水手1号”对水星天气的观测表明，水星最高温427℃，最低温-173℃，水星表面没有任何**水存在的痕迹。就算是我们给水星送去水，水星表面的高温会使**和气体分子的运动速度加快，足以逃出水星的引力场。也就是说，要不了多久，水和蒸气会全部跑到宇宙空间，逃得无影无踪了。

水星大气中有水蒸气吗?水星上的大气非常稀薄，大气压力不到地球大气压力的一百万亿分之一，水星大气主要成分是氮、氢、氧、碳等。水星质量小，本身吸引力不能把大气保留住，大气会不断地向空中飞逸。现在的稀薄大气可能靠了太阳不断地抛射太阳风来补充。从成分上，两者也有相似性，太阳风的大部分成分就是氢、氮的原子核和电子。从水星光谱分析来看，水星有点大气，但大气中没有水。这已是普遍公认的事实了。

然而，宇宙的奥妙无穷，常会有人们意想不到的事发生。没有**水，没有水蒸气的水星，却“发现了冰山”。1991年8月，水星飞至离太阳最近点，美国天文学家用27个雷达天线的巨型天文望远镜在新墨西哥州对水星观测，得出了破天荒的结论——水星表面的阴影处，存在着以冰山形式出现的水。冰山直径15～60千米，多达20处，最大的可达到130千米，都是在太阳从未照射到的火山口内和山谷之中的阴暗处，那里的温度在-170℃。它们都位于极地，那里通常在-100℃，隐藏着30亿年前生成的冰山。由于水星表面的真空状态，冰山每10亿年才溶化8米左右。

天文学家是这样解释水星冰山形成的：水星形成时，内核先凝固并发生剧烈的抖动，水星表面形成褶皱——高山，同时火山爆发频繁，陨星和彗星又多次相冲击，水星表面坑坑洼洼。至于水是水星原来就有的，还是后来由陨星和彗星带来的，看法上还有许多分歧。

虽然，水星有水的说法尚待证实，但有水就有生命。或许，这就是美国科学家们的新发现之所以引起学术界浓厚兴趣的最重要原因吧。

水星自转周期之谜

1889年，意大利天文学家夏帕里利经过对水星多年观测后宣布：水星的自转周期等于它的公转周期，都是88天；因此，它的一面总是朝着太阳（类似月球那样总以一面朝着地球），另一面则永远背向太阳。长期以来，人们对水星这种运动深信不移。

1965年，美国天文学家戈登·佩廷吉尔和罗·戴斯，借助于世界上迄今最大的射电望远镜一位于波多黎各的阿雷西博天文台，成功地观测了水星的自转。

这架巨型射电天文望远镜，其抛物面天线直径为305米，是在波多黎各的一个死火山喷口加以修整的基础上设置的。佩廷吉尔和戴斯用无线电波测量了水星两个边缘反射波间的频率差，得出水星的自转周期是58．646天，正好是公转周期的2／3。他们的观测结果被以后的光学观测以及美国20世纪60年代发射的“水手10号”探测结果所证明。从此，彻底推翻了水星自转周期为88天的错误观点。

科学家们认为，水星的自转速度原来可能很高，由于太阳潮汐力的作用，其自转速度才逐渐减慢至目前的状况，水星自转周期约为59天可以揭示出这样一个事实，水星从近日点出发，绕太阳公转一周（88天）又回到近日点这段时间，水星本身正好自转了一圈半，换了一个面朝着太阳。也就是说，水星在绕日运行2圈时，它自转了3圈。两种周期的比例为2：3。这种现象，在天体力学上称为自转—公转耦合现象。这种行星动力学演化的结果，为研究太阳系起源和演化提供了一个依据。

新的观测表明，水星是有昼夜交替现象的。耐人寻味的是，水星上的一“天”（称为一个水星日）却长达176“地球天”，即4224小时。水星自转一周并不等于一昼夜。由上述2：3的两种周期比例关系，决定了水星88天白昼和88天黑夜的交替更迭。也就是说，水星自转三周才完成一次昼夜循环。通过天文望远镜，人们还可以观测到水星有类似月相的变化。

水星的直径为4878千米，质量为3．33×10＼＋＜23＞克，是地球质量的5．58％，平均密度为5．43克厘米＼＋3，比地球的平均密度略小，而大于其他大行星的平均密度。在过去很长时间里，人们认为水星是太阳系最小的行星。

“火神星”失踪之谜

水星是一颗比较难以观察到的行星，据说，提出太阳中心说的波兰天文学家哥白尼，一辈子都没有见过水星。这是因为它离太阳很近，从地球上看起来，它与太阳之间角距离很小，从不超过28度，经常淹没在太阳中，人们自然就难得一睹它的“芳容”了。

不过，天文学家勒威耶仔细地研究了尘封数百年的水星轨道的观测记录后，在它的“履历”中竟又发现了一件不可思议的事情：水星近日点进动明显反常。

什么是水星近日点进动呢?原来，当行星沿着椭圆形轨道绕太阳旋转时，它最靠近太阳的那一点即“近日点”会不断移动，水星近日点进动尤其明显。1859年，勒威耶根据多次观测发现所得到的水星近日点进动值，要比按照牛顿万有引力定律计算所得的理论值每世纪快38角秒。19世纪末，美国海军学院的纽康测得更精确的差值为43角秒。

如何合理解释这种异常现象呢?勒威耶受海王星发现的启发，大胆猜测有一颗水内行星正用“引力巨手”拉着水星在跳“交谊舞”。他根据牛顿定律预测了轨道，并命名为“武尔坎”，这是古希腊神话中火神与锻冶之神赫菲斯托斯的罗马名字。

勒威耶的预言如一石激起千层浪。人们争先恐后地把天文望远镜一齐指向太阳方向，人人都想成为幸运的发现者，不少人还被阳光灼伤了眼。巴黎远郊乡镇一位姓勒斯卡博的小木匠，是个狂热的天文爱好者，不久便宣称在太阳圆面上看到了未知行星的投影，还说测得它的直径为水星的1／4。接着，不少人也跟着纷纷宣布“火神星找到了”勒威耶闻讯，欣喜若狂。

1859年的一天，这位巴黎天文台台长急匆匆乘着一辆马车，专程来到偏僻小镇登门求教，一时传为佳话。原本腼腆拘谨的木匠受宠若惊，转身从工棚内搬出一堆长长的厚木板，指着上面说：“都在这里了。”原来他以木当纸，把观测记录和计算推导统统写在木板上。写错了，就用刨子刨一下，顺手得很。

火神星的“发现”轰动了整个欧洲，巴黎科学院召开了紧急会议，请勒威耶作专题报告。勒威耶根据木匠提供的观测资料，修正了原有的轨道数值，得出火神星直径约是水星的1／4，离太阳约2100万千米，绕太阳一周约20天，下一次在日面上出现（即“凌日”）的日期是1877年3月22日。

但是，在勒威耶预报的“火神星”凌日的那天，却不见“火神星”的踪影。当时最流行的解释是“火神星被太阳吃掉了!”勒威耶对火神星的存在坚信不疑，因为他实在想不出水星近日点进动还有其他原因。1877年9月23日，他在临终时还在叮嘱人们：“千万不要丧失信心!”

除了勒威耶，不见“火神”心不死的大有人在，其中最出名的要数德国药剂师施瓦贝。他满怀一颗火热的心在自制望远镜旁苦苦恭候了17年，真可谓是“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”。但是“火神星”依然冷酷无情，不为所动。

1915年，爱因斯坦发表了著名的广义相对论，轻而易举地回答了困扰天文学家多年的问题。根据广义相对论，他求得水星每100年进动值为42．91角秒，与观测值十分接近。许多人认为，这样一来，就根本不需要请出火神星来解释水星的怪异行动了。．

但是一些天文学家仍然不肯就此善罢罢休。1970年3月8日，一个国际观测小组在墨西哥观测日全食，报告说看到了太阳旁边有颗很亮的行星。1973年6月30日，非洲发生日全食，比利时天文学家多森和赫克在肯尼亚拍摄了20多张底片，照片显示太阳附近有一颗视星等（星的亮度等级，共分6等）为2等的天体，比水星还亮。但是这个“多森一赫克天体”从未获得国际天文学界的承认，人们认为这不过是比利时人底片上的一点瑕疵而已。1980年2月16日，我国云南省昆明出现日全食，中国科学院的日全食观测队仍然把搜寻“水内行星”作为重大课题。

1950年代以来，航天技术和相关技术突飞猛进，人类已有足够条件对水星轨道内天区进行实地探测。

1973年11月，美国专门发射了一艘水手lO号宇宙飞船去找水内行星，在那里找了整整一年之久，结果徒劳而归。

1976年1月，联邦德国和美国联合发射了“太阳神2号”太空探测器，到达离太阳约0．3天文单位处，进入日心轨道成为人造行星。然而，还是不见火神星的一点踪影。

多少年过去了，火神星的存在与否依然是一个未解的谜。

水星磁场之谜

据外国媒体报道，科学家最新研究发现，在最接近太阳的水星内部存在熔融状**。而他们的研究方法与厨师判断一个鸡蛋是生还是熟的方法相类似。

这项发现有助于解释几年前人们所发现的为什么水星会具有一个小型磁场。

到目前为止，近距离探测过水星的只有美国宇航局的“水手10号”（Mariner10）宇宙飞船，它于1974—1975年飞过水星，并记录下了水星微弱的磁场，但科学家认为由于水星体积很小，因此它的内部早就已经凝固了。而通常人们认为，与地球一样，如果要产生磁场，它就必须要有一个融化的内部。例如月球和火星，在远古时期它们都曾存在巨大的磁场，但后来都消失了。

目前美国宇航局于2004年8月发射的水星探测器“信使”（Messenger）正在飞往水星的路上，预计2011年3月就能抵达。但与此同时，由康奈尔大学的天文学助理教授JeanLucMargot带领的一个研究小组正在对水星的内部进行研究。

厨师想要知道一个鸡蛋是生的还是熟的用的方法往往是旋转鸡蛋，煮熟的鸡蛋因为内部是固态的，它能够平稳的旋转，生鸡蛋因为内部是液态的，因此它旋转的时候就会摇晃。

当然，水星虽然小，但研究人员也不可能去旋转它。但是，他们通过使用位于加利福尼亚、波多黎各以及西弗吉尼亚的太空望远镜对水星的运动进行了仔细的研究。

他们向水星发送强雷达信号，然后在分隔很远的地点接收到反射，这些反射展现出了一些独特的斑点式样，反映了水星表面的凹凸不平。通过测量一个特殊的斑点多久在另一个地点再次出现，他们可以计算出水星的旋转率，而且可以精确到十万分之一。

这项观察已经进行了5年，科学家测算出了水星旋转时的摆动情况，又叫天平动（librations），是由太阳引力所引起。他们发现，他们测算出的水星的天平动是原先认为的水星内部完全是固态时的天平动的魂倍。而它正好与一个外核是-化的而且绕其外壳旋转的天体的天平动相匹配。

不过，对于这种说法，有些科学家并不认同。他们认为这些只是推测，在没有找到其他更为坚实的证据之前，最好还是不要过早地下结论。