星體運(yùn)動

水星離太陽的平均距離為5790萬公里，繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的偏心率為0.206，故其軌道很扁。太陽系天體中，除冥王星外，要算水星的軌道最扁了。水星在軌道上的平均運(yùn)動速度為48公里/秒，是太陽系中運(yùn)動速度最快的行星，它繞太陽運(yùn)行一周只需要88天，除公轉(zhuǎn)之外，水星本身也有自轉(zhuǎn)。過去認(rèn)為水星的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)當(dāng)與公轉(zhuǎn)周期相等，都是88天。1965年，美國天文學(xué)家戈登、佩蒂吉爾和羅·戴斯用安裝在波多黎各阿雷西博天文臺的、當(dāng)今世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡測定了水星的自轉(zhuǎn)周期，結(jié)果并不是88天，而是58.646天，正好是水星公轉(zhuǎn)周期的2/3。水星軌道有每世紀(jì)快43″的反常進(jìn)動。

由于水星在近日點(diǎn)時(shí)總以同一經(jīng)度朝著太陽，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)以相差90°的經(jīng)度朝著太陽，所以水星隨著經(jīng)度不同而出現(xiàn)季節(jié)變化。

公轉(zhuǎn)

水星的運(yùn)行軌道是偏心的，半徑從4600萬-7000萬公里變化。圍繞太陽的緩慢歲差不能完全地被牛頓經(jīng)典力學(xué)所解釋，以致于在一段時(shí)間內(nèi)很多人用設(shè)想的另外一個(gè)更靠近太陽的行星（有時(shí)被稱為火神星）來解釋這個(gè)混亂。這稱為“水星近日點(diǎn)進(jìn)動”。無論如何，愛因斯坦的廣義相對論后來提供了一種可以消除這個(gè)小誤差的解釋。

自轉(zhuǎn)

1889年意大利天文學(xué)家夏帕里利經(jīng)過多年觀測認(rèn)為水星自轉(zhuǎn)時(shí)間和公轉(zhuǎn)時(shí)間都是88天。直到1965年，美國天文學(xué)家才測量出了水星自轉(zhuǎn)的精確周期58.646天。

在一些時(shí)候，在水星的表面上的一些地方，在同一個(gè)水星日里，當(dāng)一個(gè)觀測者（在太陽升起時(shí)）時(shí)觀測，可以看見太陽先上升，然后倒退最后落下，然后再一次的上升。這是因?yàn)榇蠹s四天的近日點(diǎn)周期，水星軌道速度完全地等于它的自轉(zhuǎn)速度，以致于太陽的視運(yùn)動停止，在近日點(diǎn)時(shí)，水星的軌道速度超過自轉(zhuǎn)速度；因此，太陽看起來會逆行性運(yùn)動，在近日點(diǎn)后的四天，太陽恢復(fù)正常的視運(yùn)動。

1965年使用雷達(dá)觀測后，觀察數(shù)據(jù)否決了水星對太陽是潮汐固定的的想法：自轉(zhuǎn)使得所有時(shí)間里水星保持相同的一面對著太陽。水星軌速振諧為3:2，這就是說自轉(zhuǎn)三次的時(shí)間是圍繞太陽公轉(zhuǎn)兩次的時(shí)間；水星的軌道離心使這個(gè)諧振持穩(wěn)。最初天文學(xué)家認(rèn)為它有被固定的潮汐是因?yàn)樗翘幱谧詈玫挠^測位置，它總是在3:2諧振中的相同時(shí)刻，展現(xiàn)出相同的一面，就如同它完全地被固定住一樣。水星的自轉(zhuǎn)比地球緩慢59倍。

因?yàn)樗堑?:2的軌速比率，一個(gè)恒星日（自轉(zhuǎn)的周期）大約是58.7個(gè)地球日，一個(gè)太陽日（太陽穿越兩次子午線之間的時(shí)間）大約是176個(gè)地球日。

軌道變動

水星擁有太陽系8大行星中偏心率最大的軌道，通俗的說，就是它的軌道的橢圓是最“扁”的。而最新的計(jì)算機(jī)模擬顯示，在未來數(shù)十億年間，水星的這一軌道還將變得更扁，使其有1%的機(jī)會和太陽或者金星發(fā)生撞擊。更讓人擔(dān)憂的是，和外側(cè)的巨行星引力場一起，水星這樣混亂的軌道運(yùn)動將有可能打亂內(nèi)太陽系其他行星的運(yùn)行軌道，甚至導(dǎo)致水星，金星或火星的軌道發(fā)生變動，并最終和地球發(fā)生相撞。

凌日現(xiàn)象

當(dāng)水星走到太陽和地球之間時(shí)，我們在太陽圓面上會看到一個(gè)小黑點(diǎn)穿過，這種現(xiàn)象稱為水星凌日。其道理和日食類似，不同的是水星比月亮離地球遠(yuǎn)，視直徑僅為太陽的190萬分之一。水星擋住太陽的面積太小了，不足以使太陽亮度減弱，所以，用肉眼是看不到水星凌日的，只能通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行投影觀測。水星凌日每100年平均發(fā)生13次。在20世紀(jì)末有一次凌日是在1999年11月16日5時(shí)42分。

在人類歷史上，第一次預(yù)告水星凌日是"行星運(yùn)動三大定律"的發(fā)現(xiàn)者，德國天文學(xué)家開普勒（1571至1630年）。他在1629年預(yù)言：1631年11月7 日將發(fā)生稀奇天象--水星凌日。當(dāng)日，法國天文學(xué)家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個(gè)小黑點(diǎn)（水星）在日面上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年，共出現(xiàn)50次水星凌日。其中，發(fā)生在11月的有35次，發(fā)生在5月的僅有15次。每100年，平均發(fā)生水星凌日13.4次。

水星凌日的發(fā)生原理與日食極為相似，水星軌道與黃道面之間是存在傾角的，這個(gè)傾角大約為7度。這就造成了水星軌道與地球黃道面會有兩個(gè)交點(diǎn)。即為升交點(diǎn)和降交點(diǎn)。水星過升交點(diǎn)即為從地球黃道面下方向黃道面上方運(yùn)動，降交點(diǎn)反之。只有水星和地球兩者的軌道處于同一個(gè)平面上，而日水地三者又恰好排成一條直線時(shí)，才會發(fā)生水星凌日。如果水星在過升降交點(diǎn)附近的兩天恰好也發(fā)生了水星下合相位時(shí)，就有可能發(fā)生水星凌日天象。

在目前及以后的十幾個(gè)世紀(jì)內(nèi)，水星凌日只可能發(fā)生在五月或十一月。發(fā)生在五月的為降交點(diǎn)水星凌日，發(fā)生在十一月的為升交點(diǎn)水星凌日。而發(fā)生在五月的水星凌日更為稀罕，水星距離地球也更近。水星凌日發(fā)生的周期同樣遵循如日月食那樣的沙羅周期。在同一組沙羅周期內(nèi)的水星凌日的發(fā)生周期為46年零1天又6.5小時(shí)左右。但是這個(gè)46年的周期中如果有12個(gè)閏年。周期即為46年零6.5小時(shí)左右。這里所說的時(shí)間差值是同一沙羅周期相鄰兩次水星凌日中凌甚的時(shí)間差值。因?yàn)橥簧沉_周期相鄰兩次水星凌日發(fā)生的時(shí)長是不同的。

觀測歷史

古代觀星

中國

古代稱水星為“辰星”或“昏星”。

晉書：天文中（七曜 雜星氣 史傳事驗(yàn)）

辰星曰北方冬水，智也，聽也。智虧聽失，逆冬令，傷水氣，罰見辰星。辰星見，則主刑，主廷尉，主燕趙又為燕、趙、代以北；宰相之象。亦為殺伐之氣，戰(zhàn)斗之象。又曰，軍于野，辰星為偏將之象，無軍為刑事和陰陽應(yīng)效不效，其時(shí)不和。出失其時(shí)，寒暑失其節(jié)，邦當(dāng)大饑。當(dāng)出不出，是謂擊卒，兵大起。在于房心間地動亦曰辰星出入躁疾，常主夷狄。又曰，蠻夷之星也，亦主刑法之得失。色黃而小，地大動。光明與月相逮，其國大水。

最早觀測記錄

水星最早被閃族人在（公元前三千年）發(fā)現(xiàn)，他們叫它Ubu-idim-gud-ud。最早的詳細(xì)記錄觀察數(shù)據(jù)的是巴比倫人他們叫它 gu-ad 或 gu-utu。希臘人給它起了兩個(gè)古老的名字，當(dāng)它出現(xiàn)在早晨時(shí)叫阿波羅，當(dāng)它出現(xiàn)在傍晚叫赫耳墨斯，但是希臘天文學(xué)家知道這兩個(gè)名字表示的是同一個(gè)東西。希臘哲學(xué)家赫拉克利特甚至認(rèn)為水星和金星（維納斯星）是繞太陽公轉(zhuǎn)的而不是地球。

地面觀測

水星的觀測因?yàn)樗^于接近太陽而變的非常復(fù)雜，在地球可以觀測它的唯一時(shí)間是在日出或日落時(shí)。

水星最亮的時(shí)候，目視星等達(dá)-1.9等。由于水星和太陽之間的視角距離不大，使得水星經(jīng)常因距離太陽太近，淹沒在耀眼的陽光之中而不得見。即使在最宜于觀察的條件下，也只有在日落西山之后，在西天低處的夕陽余暉中，或是在日出之前，在東方地平線才能看到它。

地面觀測時(shí)間

觀察水星的最佳時(shí)候是在日出之前約50分鐘，或日落后50分鐘。當(dāng)我們朝最靠近太陽的行星——水星看的時(shí)候，我們也就是朝太陽的方向看。需要牢記的是不要直接看太陽。

若用望遠(yuǎn)鏡看水星，則可以選擇水星在其軌道上處于太陽一側(cè)或另一側(cè)離太陽最遠(yuǎn)（大距）時(shí)并在日出前或日落后搜尋到它。天文歷書會告訴你，這個(gè)所謂的“大距”究竟是在太陽的西邊（右邊）還是東邊（左邊）。若是在西邊，則可以在清晨觀測；若是在東邊，則可以在黃昏觀測。知道了日期，又知道了在太陽的哪一側(cè)搜尋，還應(yīng)該盡可能挑一個(gè)地平線沒有東西阻隔的地點(diǎn)。搜尋水星要在離太陽升起或落下處大約一柞寬的位置。你將會看到一個(gè)小小的發(fā)出淡紅色光的星星。

在其被太陽光淹沒之前，你大概可以觀測它2個(gè)星期。6個(gè)星期之后，它又會在相對的距角處重新出現(xiàn)。

哥白尼與水星觀測

說起五大行星的水星，自古以來用肉眼觀測是最難的。據(jù)傳說，大天文學(xué)家哥白尼臨終前曾嘆他一生沒有見過水星。

其實(shí)水星用肉眼觀測并不是想象中那么難。要想觀測水星，選擇其大距時(shí)固然重要，而對于南北緯30，甚至20度以上的觀測者，水星相對于太陽的赤緯極為重要！

哥白尼為什么沒見過水星，最重要的客觀原因有兩個(gè)：第一，近前后5000年，北半球相對于南半球，不適合觀測水星，因?yàn)槊慨?dāng)水星大距處于其遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，北半球觀測者會發(fā)現(xiàn)水星的赤緯總是低于太陽赤緯，即使水星離太陽距角接近最大的28度，但水星幾乎還是和太陽同升同落.反之水星到了近日點(diǎn)時(shí)，北半球觀測者看到的水星卻比太陽赤緯高。但近日點(diǎn)畢竟才18度的距角，所以水星還是難以觀測.這種情況需要再過幾千年水星近日點(diǎn)進(jìn)動90度后才能改觀。第二，地理緯度越高，內(nèi)行星越難見。緯度高的地區(qū)，太陽的晨昏朦影時(shí)間很長，即日出前或者日落后很久，天空依然明亮，所以不利于觀測水星，即使北半球來說水星每逢高于太陽赤緯的大距，亮度至少比織女星亮，但明亮的天空背景還是使水星不易觀測。

在北半球如中國，想要觀測水星，只要選對日期，天氣良好的情況下還是很容易做到的.一年中觀測水星的最佳月份是3,4月，和9,10月，即春秋分前后。春秋分時(shí)黃道赤緯微分值最大，（黃道赤緯變化最大），太陽和水星在黃道上相同距角時(shí)，距離的赤緯也比其他黃道區(qū)域大.當(dāng)水星赤緯大于太陽赤緯較多時(shí)，偏北的水星可以在太陽在地平線下很久而被觀測到。經(jīng)驗(yàn)是：春分時(shí)節(jié)在西方的雙魚，白羊座找，秋分時(shí)節(jié)在獅子，處女座找水星.水星相當(dāng)?shù)拿髁?，在淡藍(lán)色的黎明和黃昏低空中發(fā)出不閃爍的黃色光芒。

通常通過雙筒望遠(yuǎn)鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星，但它總是十分靠近太陽，在曙暮光中難以看到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時(shí)水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由“星光燦爛”這個(gè)天象程序作更多更細(xì)致的定制。（注：下一次最近的水星凌日在2016年）

延伸閱讀

歐洲日本

歐洲空間局計(jì)劃和日本合作，以兩艘太空船環(huán)繞水星：一艘描繪水星地圖，另一艘研究它的磁氣層，稱為貝皮可倫坡號的探測計(jì)劃。計(jì)劃在2015年發(fā)射太空船，預(yù)期將于2019年抵達(dá)水星。載具將是放一個(gè)磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)入環(huán)繞水星的橢圓軌道，然后化學(xué)火箭將點(diǎn)燃，將繪制地圖的探測器進(jìn)入圓軌道。這兩個(gè)探測器都將運(yùn)作一個(gè)地球年。繪圖探測器將攜帶類似于信使號的光譜儀，和在許多不同的波長上研究這顆行星，包括紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線。

美國

一系列以飛越方式進(jìn)行的行星探險(xiǎn)水手號計(jì)劃中的第10個(gè)計(jì)劃，也是計(jì)劃中的最后一個(gè)。水手10號以飛掠的方式探測水星與金星，也是第一個(gè)探測過水星的太空船。水手10號于1973年11月3日發(fā)射。主要任務(wù)包括探測水星與金星的環(huán)境、大氣、地表與行星的特征。水手10號也是第1艘利用行星重力來同時(shí)探測2顆行星的探測船，也就是以重力彈弓效應(yīng)（gravity assist trajectory）來加速，進(jìn)入金星重力影響區(qū)內(nèi)，接著靠金星的重力將探測船拋至另一個(gè)軌道來接近水星。

水手10號在1974年3月29日協(xié)調(diào)時(shí)20:47首次近距離飛掠水星，當(dāng)時(shí)距離水星為703公里。在水星完成2次公轉(zhuǎn)后，水手10號在1974年9月21日再度接近水星，當(dāng)時(shí)距離為48,069公里。水手10號最后一次接近水星是在1975年3月16日，距離水星僅327公里，也是最接近的一次。

在姿勢控制瓦斯大約耗盡之后，水手10號開始環(huán)繞太陽運(yùn)行。工程測試直到1975年3月24日停止，當(dāng)時(shí)有一個(gè)未定的程序讓船身傾斜旋轉(zhuǎn)而讓氮?dú)夤?yīng)消耗殆盡，因此對水手10號發(fā)送了緊急命令來關(guān)閉它的發(fā)報(bào)機(jī)，于是水手10號停止傳送訊號回地球。

直到現(xiàn)今，盡管船身上的電子儀器可能受到太陽輻射線的影響而損壞，水手10號仍舊在軌道上繞著太陽運(yùn)行。

美國太空總署的國家太空科學(xué)資料中心的大衛(wèi)威廉斯在2005年表示:"水手10號自從關(guān)閉發(fā)報(bào)機(jī)之后就并未從地球上追蹤或發(fā)現(xiàn)過。我們只能假設(shè)它還在繞著太陽運(yùn)行，因?yàn)橹挥兴艿叫⌒行亲矒艋蚴艿酱笮臀矬w的接近而擾亂重力才可能離開軌道，這種事件發(fā)生的機(jī)率非常的小所以我們假設(shè)它仍就照著太陽運(yùn)行著。"

信使號探測器（MESSENGER）美國第一個(gè)水星專門探測器，MESSENGER("信使號"，是MErcury Surface,Space ENvironment,GEochemistry,and Ranging 的字母縮寫， 意為"水星表面，空間環(huán)境， 地理化學(xué)和全向遙測")，NASA的“信使”號水星探測飛船于2004年8月3日搭乘“德爾塔2”型火箭，在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的肯尼迪航天中心點(diǎn)火升空。明亮的火焰照亮了當(dāng)時(shí)灑滿月光的夜空，輝映在大西洋上發(fā)射取得圓滿成功，“信使”號開始了計(jì)劃中的耗時(shí)6年半、飛行79億公里的探測遠(yuǎn)征，在2011年3月到達(dá)水星。

這次水星探測任務(wù)由美國宇航局、卡內(nèi)基研究所以及約翰·霍普金斯大學(xué)共同研發(fā)承擔(dān)，“信使”號探測飛船由霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造這是30年來人類探測器首次對水星進(jìn)行全面的環(huán)繞探測。

俄國

俄國人計(jì)劃在2011年-2012年之間用聯(lián)盟火箭送出他們的飛船，飛船將在四年后到達(dá)水星，將會環(huán)繞軌道飛行繪制地圖并且研究它的磁場。

殖民地

在水星南北極的環(huán)形山是一個(gè)很有可能適合成為地球外人類殖民地的地方， 因?yàn)槟抢锏臏囟瘸Ｄ旰愣ǎù蠹s-200℃）。這是因?yàn)樗俏⑷醯妮S傾斜以及因?yàn)榛緵]有大氣，所以從有日光照射的部分的熱量很難攜帶至此，即使水星兩極較為淺的環(huán)形山底部也總是黑暗的。適當(dāng)?shù)娜祟惢顒訉⒛芗訜嶂趁竦匾赃_(dá)到一個(gè)舒適的溫度，周圍一個(gè)相比大部分地球區(qū)域來說較低的環(huán)境溫度將能使散失的熱量更易處理。

最新發(fā)現(xiàn)

麻省理工學(xué)院的科學(xué)家通過對水星巖石化學(xué)成分分析的過程中發(fā)現(xiàn)這顆星球過去可能擁有一片巨大的巖漿海洋時(shí)間點(diǎn)處于45億年前，這項(xiàng)新的研究任務(wù)由“信使”號探測器完成，旨在分析水星表面、空間環(huán)境以及行星化學(xué)物質(zhì)組成等。自2011年3月起，NASA的探測器開始收集相關(guān)數(shù)據(jù)，一組科學(xué)家負(fù)責(zé)對X射線熒光光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析該任務(wù)收集到了有關(guān)水星表面巖石的組分情況，科學(xué)家希望揭開水星到底發(fā)生了何種地質(zhì)過程，導(dǎo)致其表面出現(xiàn)兩種不同組成的巖石。

對此，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建了兩類巖石，模擬高溫高壓環(huán)境下的地質(zhì)演化過程，通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)家設(shè)想水星上曾經(jīng)出現(xiàn)巨大的巖漿海洋，在這種環(huán)境下可演化出兩種截然不同的巖石，通過結(jié)晶、凝固最后重新由熔巖噴發(fā)機(jī)制存在于水星表面。根據(jù)麻省理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)教授蒂莫西·格羅夫介紹：“水星上發(fā)生的事件其實(shí)是非常驚人的，地殼的年齡很可能超過了40億歲因此這些巖漿海洋應(yīng)該存在于非常古老的過去?！?/p>

信使號探測器進(jìn)入水星軌道時(shí)正處于強(qiáng)烈的太陽耀斑活躍期，作為太陽系內(nèi)側(cè)軌道上距離太陽最近的行星水星受到太陽光和輻射的“烘烤”，其表面的巖石反射出強(qiáng)烈的光譜信號，科學(xué)家通過X射線光譜儀就可以確定水星表面物質(zhì)的化學(xué)成分。

針對水星上巖石出現(xiàn)的不同化學(xué)組分，格羅夫認(rèn)為可在實(shí)驗(yàn)室中模擬二氧化硅、氧化鎂以及三氧化二鋁的比例再將其熔化結(jié)晶，探索該過程中可能出現(xiàn)的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩種成分可能來自同一地區(qū)，指向了一個(gè)巨大的巖漿海洋此外，本項(xiàng)研究還暗示了水星存在一個(gè)極為混亂的早期演化過程，其中包括大塊天體的撞擊，科學(xué)家認(rèn)為這將填補(bǔ)水星早期歷史的很多空白，加深我們對水星形成過程的理解。

科學(xué)家對“信使號”探測器2009年第三次飛越水星的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，最新結(jié)果發(fā)現(xiàn)水星表面最年輕的火山活動跡象，以及磁場亞暴的最新信息，并且在水星超稀薄外大氣層中首次發(fā)現(xiàn)電離鈣元素。

信使號探測器首席調(diào)查員肖恩-所羅門(Sean Solomon)說：“信使號每次飛越水星都會獲得新的發(fā)現(xiàn)！我們發(fā)現(xiàn)水星是一顆頗具活力的行星，其活動性貫穿于整個(gè)歷史階段?！痹谇皟纱慰睖y中，信使號探測器發(fā)現(xiàn)水星早期歷史時(shí)期曾遍布著火山活動，在最新的第三次飛越水星勘測中，該探測器發(fā)現(xiàn)290公里直徑的環(huán)狀碰撞坑，這是迄今觀測發(fā)現(xiàn)最年輕的水星表面坑狀結(jié)構(gòu)，科學(xué)家將它命名為“Rachmaninoff”，其底部具有非常平滑的平原。

美國約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的路易絲·普羅克特(Louise Prockter)說：“我們認(rèn)為Rachmaninoff環(huán)狀坑底部平原是迄今在水星發(fā)現(xiàn)的最年輕火山跡象。此外，我們在Rachmaninoff環(huán)狀坑?xùn)|北部發(fā)現(xiàn)漫射環(huán)狀明亮物質(zhì)環(huán)繞在不規(guī)則洼地周圍，標(biāo)志著這些不規(guī)則洼地是火山噴口，并且其直徑比之前所勘測的火山噴口都大。這項(xiàng)觀測暗示著水星表面的火山活動性要比之前所認(rèn)為的更持續(xù)，或許持續(xù)至太陽生命歷史下半時(shí)期。

磁場亞暴是一種太空氣象，曾間歇地出現(xiàn)在地球上，通常每天會出現(xiàn)幾次，持續(xù)1-3小時(shí)。地球上的磁場亞暴常伴隨著一系列特殊現(xiàn)象發(fā)生，比如：北極和南極上空出現(xiàn)的壯麗極光現(xiàn)象。磁場亞暴也伴隨出現(xiàn)危險(xiǎn)的能量粒子這將導(dǎo)致地球觀測衛(wèi)星和地面通訊系統(tǒng)災(zāi)難性事故，尤其是地球同步軌道區(qū)域。地球磁場亞暴的能量來源于地球磁場尾部的磁性能量。

在信使號探測器第三次飛越水星時(shí)，該探測器裝載的磁力計(jì)首次發(fā)現(xiàn)水星磁場尾部磁性能量中像亞暴一樣“載荷”，這種水星磁場亞暴能量大約是地球磁場亞暴的10倍，其運(yùn)行速度是地球磁場亞暴的50倍。

美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的太空物理學(xué)家詹姆斯-斯萊文(James A. Slavin)稱，最新觀測顯示水星的磁場亞暴相對強(qiáng)度比地球磁場亞暴大，同時(shí)，我們還發(fā)現(xiàn)水星磁場尾部增強(qiáng)與唐吉周期(Dungey cycle)的一致性唐吉周期是描述磁氣圈內(nèi)等離子循環(huán)的一個(gè)指標(biāo)。

斯萊文說：“信使號探測器最新觀測首次顯示地球之外的另一顆行星上唐吉等離子循環(huán)時(shí)間可以確定亞暴持續(xù)的時(shí)間，這暗示著這種地球磁氣圈特征是宇宙的一種普遍現(xiàn)象。

水星的外大氣層非常稀薄，是由水星表面和太陽風(fēng)中的原子和離子構(gòu)成，信使號探測器對水星外大氣層的觀測將提供一個(gè)研究水星表面和其太空環(huán)境之間交互影響的機(jī)會，并能夠探測水星表面的構(gòu)成，該行星遺失至星系空間的物質(zhì)有助科學(xué)家理解水星當(dāng)前和歷史時(shí)期的構(gòu)成狀況。

信使號探測器對水星外大氣層的觀測結(jié)果顯示外大氣層中中性和電離元素獨(dú)特的空間分布特性，第三次飛越勘測首次探測到水星南極和北極外大氣層的構(gòu)成。美國約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的羅-弗瓦西克(Ron Vervack)說：“勘測顯示水星外大氣層中包含著鈉（Na）、鈣（Ca）、鎂（Mg）元素，在這次飛越水星勘測中，信使號首次發(fā)現(xiàn)外大氣層含有電離鈣， 據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報(bào)道，該局正在水星軌道運(yùn)行的信使號探測器獲取的最新數(shù)據(jù)顯示這顆行星上擁有大量水冰。大衛(wèi)·勞倫斯(David Lawrence)是來自約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(APL)的信使號首席科學(xué)家，也是一篇發(fā)表在在線版《科學(xué)通報(bào)》雜志上論文的第一作者。勞倫斯表示：“最新數(shù)據(jù)顯示在水星極區(qū)存在水冰，如果將這些水冰平均鋪滿整個(gè)華盛頓，其厚度將超過兩英里(約合3.2公里)?！?/p>

考慮到水星距離太陽如此之近，這顆行星上似乎是不可能存在水的。但是由于水星的自轉(zhuǎn)軸傾角非常小，接近于零(更準(zhǔn)確的說是不到1度)，因此在水星的極區(qū)存在很多永久陰影區(qū)?？茖W(xué)家們在數(shù)十年前便開始猜測在這些永久陰影區(qū)內(nèi)可能存在水冰。

1991年，這一想法得到了一項(xiàng)重要證據(jù)，當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的射電望遠(yuǎn)鏡——設(shè)在波多黎各島上的阿雷西博射電天線向水星發(fā)射的雷達(dá)波，在其反射信號上發(fā)現(xiàn)這顆行星的極區(qū)存在一些反射率高的異乎尋常的“亮區(qū)”。這些亮區(qū)的雷達(dá)波反射率非常高，其特性和水冰非常相似。除此之外，很多這種明亮反射區(qū)的位置和1970年代美國水手10號探測器拍攝的水星地表大型隕擊坑的位置相對應(yīng)。不過科學(xué)家們一直無法確定這些亮區(qū)的位置和極區(qū)的那些永久陰影區(qū)位置是否同樣相互吻合。

但是，隨著信使號抵達(dá)水星，這一切疑惑都煙消云散了。信使號探測器搭載的水星雙成像系統(tǒng)在2011年和2012年年初拍攝的圖像證明，那些強(qiáng)烈反射雷達(dá)波的亮區(qū)的確都位于水星南北兩極的永久陰影區(qū)內(nèi)。

而來自信使號的最新數(shù)據(jù)確認(rèn)了水星北極永久陰影區(qū)內(nèi)沉積物質(zhì)的主要成分確是水冰。在其中一些最寒冷的區(qū)域，水冰直接暴露于地表。而在一些稍稍溫暖一些的區(qū)域，似乎有一些稍顯暗色的物質(zhì)覆蓋著水冰表面。

信使號使用中子能譜設(shè)備測量雷達(dá)反射亮區(qū)的氫原子豐度。通過這些測量數(shù)據(jù)就可以推算出冰的富集量。勞倫斯表示：“這些中子數(shù)據(jù)顯示在水星極區(qū)的高雷達(dá)反射區(qū)域存在一層平均厚度約為數(shù)十厘米的富氫物質(zhì)層，其上方還覆蓋有一層10~20厘米厚的表層，這層表層中的氫含量則相對較低?！彼赋觯骸斑@層覆蓋在下方的富氫層的氫含量比例和純凈的水體相當(dāng)。”

根據(jù)美國宇航局戈達(dá)德空間飛行中心的格里高利·紐曼(Gregory Neumann)的說法，信使號搭載的水星激光高度計(jì)(MLA)獲得的數(shù)據(jù)已經(jīng)在水星地表獲取了超過1000萬個(gè)高程數(shù)據(jù)，用以制作高精度地形圖。這些高程數(shù)據(jù)同樣支持了水冰存在的看法。在另外一份論文中，紐曼和同事們報(bào)告了首次對水星處于永久陰影區(qū)的北極地區(qū)進(jìn)行的高程測量，結(jié)果顯示這些區(qū)域存在一些不規(guī)則的明亮和暗色的沉積物。

紐曼表示：“在此之前還從未有人在水星上看到過這些陰暗區(qū)域，因此它們一直充滿神秘感?！奔~曼認(rèn)為這些明亮和暗色的物質(zhì)都是由彗星或小行星攜帶到水星上來的。這種說法得到了加州大學(xué)洛杉磯分校大衛(wèi)·佩吉(David Paige)教授一篇文章的支持。佩吉指出：“這些暗色物質(zhì)可能是一些復(fù)雜有機(jī)化合物的混雜體，它們由彗星和富含有機(jī)物的小行星在撞擊水星時(shí)攜帶而來?？赡芤舱峭ㄟ^同樣的機(jī)制，水也被帶到了這顆太陽系最內(nèi)側(cè)的行星上。”

西恩·所羅門(Sean Solomon)來自哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多赫提地球觀測臺，也是信使號項(xiàng)目首席科學(xué)家。他說，覆蓋在水冰成分表面的一層黑色物質(zhì)則讓事情變得更加復(fù)雜了。他說：“在超過20年的時(shí)間里，科學(xué)家們一直在爭論這顆最靠近太陽的行星上的永久陰影區(qū)是否存在大量的水冰?，F(xiàn)在信使號為這個(gè)問題給出了一個(gè)明確的肯定答案?！?/p>

不過所羅門也指出：“新的觀測結(jié)果也引出了新的問題。這些位于極區(qū)的黑色物質(zhì)大部分都是有機(jī)質(zhì)嗎?這些物質(zhì)究竟經(jīng)歷了何種化學(xué)反應(yīng)過程?水星地表或地下是否有一些區(qū)域同時(shí)存在液態(tài)水和有機(jī)質(zhì)?只有對水星開展持續(xù)的研究，我們才能最終回答這些問題?！?/p>

2014年，美國航天局派往水星的探測器信使號，早前傳來的照片中，卻發(fā)現(xiàn)北極地區(qū)一個(gè)隕石坑附近有冰的存在，是首次真正發(fā)現(xiàn)水星有冰。

學(xué)者早于兩年前已透過間接的分析指水星上存在著冰，但這次則是首次直接看到。專家估計(jì)冰塊有數(shù)以十米厚，但亦可能延伸至坑洞內(nèi)。雖然水星圍繞太陽轉(zhuǎn)一圈需時(shí)58個(gè)地球日，幾乎整個(gè)大地都被陽光照射，但水星的極地則永遠(yuǎn)無法被太陽照到，溫度低得有機(jī)會讓冰形成。

水星文化

1976年，國際天文學(xué)聯(lián)合會開始為水星上的環(huán)形山命名。

水星的表面很像月球，滿布著環(huán)形山、大平原、盆地、輻射紋和斷崖。于是，水星上的環(huán)形山和月球上的環(huán)形山一樣，也進(jìn)行了命名。水星表面上環(huán)形山的名字都是以文學(xué)藝術(shù)家的名字來命名的，沒有科學(xué)家，這是因?yàn)樵旅姝h(huán)形山大都用科學(xué)家的名字命名了。水星表面被命名的環(huán)形山直徑都在20公里以上，而且都位于水星的西半球這些名人的大名將永遠(yuǎn)與日月爭輝，紀(jì)念他們?yōu)槿祟愖鞒龅淖吭截暙I(xiàn)。

在國際天文學(xué)聯(lián)合會已命名的310多個(gè)環(huán)形山的名稱中，其中有15個(gè)環(huán)形山是以我們中華民族的人物的名字命名的。有伯牙：傳說是春秋時(shí)代的音樂家；蔡琰：東漢末女詩人；李白：唐代大詩人；白居易：唐代大詩人：董源：五代十國南唐畫家；李清照：南宋女詞人；姜夔：南宋音樂家；梁楷：南宋畫家；關(guān)漢卿：元代戲曲家；馬致遠(yuǎn)：元代戲曲家；趙孟俯：元代書畫家；王蒙：元末畫家；朱耷：清初畫家；曹沾（即曹雪芹）：清代文學(xué)家；魯迅：中國近代文學(xué)家。

在天文學(xué)家創(chuàng)建詳細(xì)的水星地圖之前，Solitudo Hermae Trismegisti (荒蕪的Hermes Trismegistus)被認(rèn)為是水星的一大特色，覆蓋了行星1/4的東南象限。

墨丘利，是在古斯塔夫·霍爾斯特的音樂，行星組曲中運(yùn)動的四棱使者。

美國航天局16日宣布，“信使”號水星探測器燃料即將耗盡，可能將于30日以撞擊水星的方式結(jié)束使命。

“信使”號于2004年8月升空，經(jīng)過約6年半的飛行于2011年3月進(jìn)入繞水星運(yùn)行軌道。美國航天局副局長約翰·格倫斯菲爾德對“信使”號給予高度評價(jià)，認(rèn)為該任務(wù)第一次讓人們真正認(rèn)識了水星。他說，盡管“信使”號的旅程即將結(jié)束，但分析其所獲數(shù)據(jù)的旅程才剛剛開始，這些數(shù)據(jù)將幫助解開水星的各種謎團(tuán)。

據(jù)美國航天局介紹，本月24日，地面人員還將對“信使”號實(shí)施最后一次軌道調(diào)整，這一操作將基本耗盡“信使”號推進(jìn)系統(tǒng)最后所剩的氦氣。此后“信使”號將飛向水星表面，預(yù)計(jì)將在4月30日以每秒3.91公里的速度撞擊水星背對地球的一面。