读书 水星上有水吗?它是月球的“双胞胎”吗?——《水星》解锁诸多谜团

2022-05-03 18:17 人民资讯

本文转自:文汇报

视频:解锁《水星》的奥秘

《水星》是一部引进版天文学科普著作。该书回顾了人类对水星观测研究的历史,讲述了为此做出突出贡献的科学家的故事,展现了天文观测设备(从望远镜目测到太空探测器零距离观测)的发展演进,启发读者对星空的认知和想象,沿着前辈科学家的探索之路继续探索未知的世界。

《水星》

[美]威廉·希恩 著

卢 瑜 译

世界图书出版公司出版

前言

自古以来,水星就是为众人所熟知的五大行星之一,而且一直以来都以“难以观测”而著称。传说即便是哥白尼也无法认出它来。事实上,水星可以变得和木星一样明亮,水星大距时,在天空中就很容易脱颖而出。在北半球地区,水星的最佳观测时机是在春天的傍晚,以及秋天的黎明。

由于水星的体积较小(直径仅比月球大了不到一半), 其表面反射的光经过地球浓厚大气层的折射后,才能进入人的眼睛,所以用肉眼来看,水星经常闪烁不已。使用望远镜通常只能观测到水星的相位遮挡图像,这与我们熟悉的月相效果类似。这通常是内行星的特征,因为内行星比地球更靠近太阳。历史上对水星的研究,在19世纪80年代出现了突破。当时伟大的意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利(1835-1910)证明了在白天观测水星的可行性,他绘制了一张水星的表面图,并认为自己已经计算出了自转周期,即与公转周期相同,都是88天。

斯基亚帕雷利有着众多的支持者,当中甚至包括了技艺精湛的著名希腊-法国天文学家欧仁·米歇尔·安东尼亚第(1870-1944)。但是我们现在可以肯定,包括水星的自转周期在内,在20世纪60年代以前人们对于水星的了解和认知,大都是错误的。这当然与早期研究者们的学术水平和研究精神无关,主要是因为在当时的局限条件下,他们犯了一些错。显然他们也不应为此受到苛责,在科技不发达的情况下,观测研究一个比火星和月球还要遥远的小个子行星, 这其中充满了困难和挑战。

直到20世纪60年代,射电望远镜开始用来观测水星,这才开始了我们对这颗行星的现代认知。我们发现水星的自转周期其实是58.65天,正好是其公转周期的三分之二。这种情况被称为“自旋轨道耦合”,在太阳系中,还是独一份。通过射电望远镜,我们还有另一个出乎意料的发现:水星南北两极附近常年被阴影所笼罩,在这里的陨石坑中,存在着明亮的物质——水凝结成的冰。

当然,想要了解水星的更多细节,需要等待宇宙飞船时代的到来。水手10号就向前迈出了巨大的一步,1974-1975年,它完成了对水星的三次飞掠。之后便是很长一段时间的停顿。最终,信使号水星探测器成功发射,在围绕水星运行的2011-2015年间,它成功地完成了对水星的表面、空间环境、地球化学,以及测距等一系列的探测任务。另一个水星探测器贝皮科伦布号是欧洲航天局和日本的联合项目,计划于2018年发射,预计在2025年抵达水星(译者注:贝皮科伦布号探测器已于2018年10月20日成功发射)。

尽管现在我们对水星有了很多了解,但仍有很多谜团。起码,我们已知它的内核是太阳系中所有天体中含铁量最高的;但对于这一事实,目前还无法合理解释。所以,尽管水星的英文名字与“汞”同名,但它实际上是一颗铁行星。毫无疑问,在对水星的起源和早期演化进行整体的研究后,关于水星的这些独特特征,我们一定会得出合理的结论。

作者:[美]威廉·希恩

编辑:蒋楚婷

责任编辑:朱自奋

添加回复:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。