太阳系有许多谜团。如果你想知道最大的奥秘的答案，你越接近太阳越好。建议你去水星，它是太阳系中的“神秘之星”。

夜空中有一颗明亮的星星，坐落在阳光下。它在我们眼前垂下，我们可以用肉眼看到它，但很难看到它。对我们来说，这颗恒星有太多的秘密：它离太阳不远，在太阳系的最热端，包含许多关于太阳系形成的古老信息;它是一个地球型行星，与地球的根源相同。 “血源”是类似的，有大量看不见的行星型行星;它最接近太阳，只要它能准确地测量它的运动，它就可以被看作是测试爱因斯坦广义相对论的一种质量“障碍”。如果我们将这颗恒星与太阳系中的“麻雀”进行比较，那么解剖这个“麻雀”对于天文学，地球科学和基础物理学来说具有重要意义。这个明星，西方人称之为“麦秋莉”，而我们的中国人称之为“水星”。

五个极端

水星是太阳系的八个行星之一，与金星，地球和火星一起，属于内行星。

然而，与其他内行星相比，水星非常特殊，存在五种“极端”表现：极度接近太阳，极端温差，极小的尺寸，极高的密度，而人类则极为罕见。

水星是太阳系中距离太阳最近的行星。它距离太阳只有4600万公里，距离最远的7000万公里，平均距离为5800万公里，约为地球与太阳平均距离的1/3。由于靠近太阳和强烈的太阳引力的吸引力，水星总是有被拉向太阳的风险。为了抵御强烈的太阳吸引力而不是落入太阳，水星根据万有引力定律在轨道上快速运行，并利用产生的离心力来平衡太阳的强烈吸引力。根据计算，水星的平均速度为每秒47.89公里，并在88天内绕太阳运行。

当它接近太阳时，水星深深地沐浴在太阳的光芒中，并且在太阳强大的“引力海洋”中也“游泳”。因此，很难在地面或太空中观察水星。看着地面上的水星，它与太阳分开的最大角度是28.3度，这只能在清晨太阳落山之前或暮光之日后不久看到。因此，虽然人类早在公元前3000年就已经知道水星的存在，但到目前为止，对水星的地面观测仍然很少。在探测水星的空间中，由于强烈的阳光和巨大的太阳引力，太空船很难进入水星周围的轨道轨道。即使其他力量进入轨道，航天器及其上方的设备也无法承受高温，有时寒冷的巨大温差会发生变化。由于靠近太阳，水星的表面温度变化很大。在阳光下，汞的表面温度可高达427°C;在陨石坑里，水星的恒星一年四季都没有暴露在阳光下，温度低至183°C。因此，到目前为止，只有两艘船“水手10”和“信使”曾访问过水星。其中，“水手10”只拍摄了水星的表面图像，而“信使”只检测到水星一个。返回。此外，这两艘航天器也靠近太阳周围轨道上的水星。因为它被观察的太少，难怪水星在很多方面仍然是一个谜。

水星的直径为4,880公里，不到地球的2/5，仅略大于月球，并且比太阳系中两颗最大的卫星Ganymede和Titan小。曾经有人说，在太阳系的九大行星中，水星只比冥王星大。现在冥王星被驱逐出“大行星”的行列，水星将成为太阳系中最小的“大行星”。

不要看小水星，它是太阳系中最密集的天体。汞的密度为5.43克/立方厘米，略小于地球。这里提到的密度不包括“重力压缩效应”，也就是说，没有考虑行星引力对行星密度的影响。如果考虑“重力压缩效应”，水银的密度为5.3克/立方厘米，地球为4.4克。水星的密度大于地球的密度。因此，可以说水星是太阳系中最密集的天体。

铁石心肠”

如果我们切割一个像西瓜一样的行星并将行星切成两个叶片，那么在它的横截面上，它将分为三个部分：核心，筏和壳。核心是地球最里面的部分，因为温度很高，所以核心通常是熔融流体;壳是行星的坚固外壳，通常由岩石矿石组成;坩埚位于核心和壳体之间，熔点低于壳体。蝎子中的物质也应该是融化的。

根据预测，水星的核心很大，它的体积超过40%水星的体积，而地球的核心只占17%相比之下，水星核心占水星体积的两倍以上。这个比例也是其他大行星中最高的。如此高的密度，水星的核心必须富含铁。地质学家估计，大约70%汞的成分是金属和30%硅酸盐（岩石）。最近的研究表明，水星的核心是熔化的，厚度为600公里左右

水星巨大的铁芯是如何形成的？科学家提出了以下三种理论。

A.水星是由太阳周围的热气云形成的。在那里，高熔点金属可以凝结成固体，而岩石材料由于高温而较少浓缩，最终留下富含金属的行星胚胎，即原始的水星。

B.在太阳系形成之初，一颗质量为原始水星1/6的微行星穿过原始的水星，破碎它的壳和蛤，留下一个巨大的铁芯。

C.原始的水星是在太阳被强烈加热之前形成的。随着年轻的太阳升温，水星外层的岩石物质蒸发。最近对水星形成的计算机模拟显示，大型小行星状天体在早期太阳系周围穿过，撞击并聚集。科学家们推测，可能是一颗天体从火星或火星轨道猛烈撞击水星，撞击水星的许多外层进入太空，只剩下原始行星的一半大小，后来成为水星。

水星巨大的铁芯会产生磁场。 “水手10号”

观测表明，水星的磁场强度约为地球磁场强度的1/100。尽管场强不大，但它显示为全局磁场，并且像地球的磁场一样是偶极场，磁倾角近似为零。不久前，射电望远镜测量出汞中的物质处于熔融状态并搅拌着搅拌。内部有一个移动的熔融导电金属，周围是薄的绝缘岩石，这表明水星确实有可能产生磁场。

什么是磁场？它具有吸引铁的特性。我们都知道磁铁吸引含铁物质，表明它们具有磁场。中学物理学告诉我们，通电的螺线管也可以吸引含铁物质，因此通电的螺线管也有磁场。行星磁场产生的原理与通电螺线管的原理相同，是电荷流动的结果。行星磁场通常在行星的核心中产生，其中存在导电区域，存在熔融金属铁，并且熔融金属铁仍在循环。也就是说，这里存在电荷流动，从而可以产生磁场。

我们说水星有一个巨大的铁芯，相对于它的体积而言，它指的是铁芯。与地球的核心相比，水星的铁核仍然很小，其直径只是地球核心的一半。因此，在水星内部的导电区域中产生的磁场相对较弱。

磁场是行星的保护伞。强行星磁场可以在行星周围形成磁层，保护行星免受太阳风粒子和宇宙射线的轰击。地球上的生命可以依靠地球磁层的保护来生存，移动和安全地生活。 “水手10”的测量结果表明，水星的磁场强度足以反射太阳风等离子体并在水星周围形成磁性层。

然而，也有人认为水星的旋转非常缓慢，在59天内只需要一次旋转，几乎是地球旋转速度的1/60。这种缓慢的旋转不太可能产生大的循环，使得难以在水星上产生强大的全球磁场。此外，到目前为止我们还没有弄清楚：是什么让水星保持在"熔化"状态？因此，水星的磁场仍然是一个谜。

表面像月亮

太阳系的天体是从46亿年前的一组原始星云演变而来的，所以它们与同一根相连，“血缘”相似，有许多相似之处。对“水手10号”的观察表明，水星表面非常类似于月球表面，有一个像“月亮海”的宽阔平原和一个由严重撞击造成的狙击坑。然而，在“水手10号”只检测到水星表面44英尺，而56英尺水星表面隐藏在神秘的深空中。因此，只有被检测到的汞部分的表面状况可以在下面描述。

水星的大部分表面都被平原覆盖。大多数平原受到严重影响，是古老的平原;还有一些年轻的平原很少受到重创。水星平原可分为两类：火山口交错平原和平滑平原。前者的陨石坑直径大多超过15公里，表明它们是古老的;光滑平整的原理很年轻，上面几乎没有狙击坑。这片平原出现在卡洛斯盆地周围。科学家在整个盆地观察到一个“古怪的地形” - 他们认为这是一个巨大的山地地形，是由撞击形成的。冲击过程中产生的冲击波在水星周围传播，然后聚集在一起形成高压，撕裂水星表面，最终形成“古怪的地形”。

“水手10号”的观测也表明，水星表面散布着许多由撞击形成的“点蚀点”，包括巨大的多环盆地和许多熔岩流。火山口的直径在数十公里到数百公里之间。最大的撞击坑是卡洛斯盆地和Schenakas盆地。前者直径1,550公里，四面环山，中间类似月亮海，平坦的黑色熔岩平原;后者是已知最大的水星盆地，直径1600公里。这些陨石坑留在不同的年龄，一些年轻的陨石坑有明显的周围区域，有明亮的“光线”。其他陨石坑已经高度退化，并且流星轰击周围的区域变得平坦。

在“信使”之前，地面望远镜和“水手10”观测到水星表面的六个特征：返回特征（具有不同符号反射的区域），山脉，平原，山脊，悬垂和山谷。 2008年1月14日，“使者”通过水星并再次探测水星的表面。目前的意见尚未完全公布。

水星表面的主要特征与影响有关。与太阳系中的其他行星一样，水星的影响主要来自两个时期：一个是46亿年前的行星形成时期，另一个是38亿年前所谓的“行星形成时期”。在前一个时期，水星的整个表面被击中并触发了火山活动。从地球内部喷出的岩浆被填充到盆地中，形成了像月亮海一样的光滑月亮。

为了充分了解水星的外观，信使已早在10年前拍摄了水星表面的另一半。它还将于2008年10月6日第二次接近水星以探测未被发现的水星表面。 。

水星周围没有空气，流星和小行星可以直接进入水星表面，这些撞击痕迹在水星表面保持完整。因此，只要绘制完整的水星表面图，就可以从太阳附近发生的频率和可怕的碰撞程度推断，然后是太阳系的形成方式。

北极冰

由于水星非常靠近太阳，光学望远镜对观测水星几乎没有影响。自1991年以来，天文学家的雷达测量了水星，它首先向水星发射雷达波，然后接收从水星反射的回波，并分析这些回波以获得水星知识。

在观测中，天文学家发现，在雷达波撞击水星极区后，它会收到强烈的回波，并且是一个反射信号。这个信号类似于从火星极地皇冠和木星的冰卫星反射的波。这表明水银反射材料很可能是冰。雷达回波还给出了另一个信息：雷达屏幕上的亮点与水星极区狙击坑中的亮点相同，表明水星极地地区的狙击坑中存在冰。这些狙击坑是“冷阱”。

你可能会感到惊讶：在强烈的阳光下，水星的表面很热，它会融化铅。为什么水星极区有冰沉积？事实证明，水星没有大气绝缘。在阳光普照的地区，温度非常高，可以升温至427°C。在没有太阳的地区，温度突然下降到零下183摄氏度。水星极地区长期处于阴影中狙击坑，所以温度非常低也就不足为奇了。

水星上有水吗？水星的名字很可能让人们认为水星上有水，但事实上水星是一个无水的世界。那么水星上的冰是从何而来的？要了解这个问题，您需要了解水银冰的成分。遗憾的是，不知道冰是由什么制成的，它可能是水冰，或者它可能是其他物质，例如由硫形成的冰。如果水星极地地区的沉积物是水冰，它必须由彗星的碰撞留下;如果它是形成硫的冰，它可能来自水星，是火山活动的结果。由于雷达测量的准确性差以及无法测量细节，目前无法得出结论。

“信使”号航天器配备了伽马射线和中子光谱仪，可以探测沉积在水星极区的氢气，从而确定极地区域没有水。航天器上的紫外光谱仪和高能粒子能谱仪可以直接测量沉积物中蒸发的硫。换句话说，这些仪器有可能揭示水星极区冰的成分。

当“信使”接近水星时，该航天器位于水星赤道上方，无法探测到狙击坑。为了探测极区狙击坑中的冰，科学家将调整“信使”控制装置，使探测器在接近水星时将探测器指向极区，以找到蒸发器上的蒸发信号。冰。根据计划，“信使”将在2011年接近水星以进一步检测它。 2013年，欧洲航天局和日本航天局将共同发射一种专门探测水星的航天器 - “Bipico Colbo”。有了这些飞机，人类最终可能会揭开水星极地冰的神秘面纱。

测试相对论

在太阳系的八个行星中，水星的轨道是最奇怪的。它不像其他大行星轨道那样是圆形的，而是一个短周长的扁平椭圆。它在88天内绕太阳转。此外，其他主要行星轨道位于黄道面附近，而水星的轨道表面与黄道面以7度角相交。更有意思的是，水星的轨道表面仍在摆动：从太阳摆动到46,000到70,000公里之后，它会向后摆动。

古怪的水星轨道引起了许多科学家的注意。它是如何形成的？有些人认为这是水星影响的结果，但大多数人认为它是由引力引起的：万有引力轻微推动，似乎影响不大，但在太阳系形成期间，一颗行星不断靠近另一个行星身体，它可能会产生如此显着的影响。这种奇怪的水星轨道振荡被称为“水星轨道进动”，被科学家认为是测试广义相对论的三个主要证据之一。

为什么有可能研究水星轨道来测试相对论？爱因斯坦指出，广义相对论效应总是改变着地球的轨迹。水星最接近太阳。当太阳的质量弯曲时，它对太阳的引力最敏感。水星的特殊位置必将改变水星自身的轨道。

欧洲航天局和日本航天局计划联合发射新的水星探测器Bippi Colombo，其主要目的是测试广义相对论。

为了测试广义相对论，关键是准确地测量水星的运动，而汞的运动又取决于对航天器位置的精确控制。根据计划，使用航天器上的无线电，“Bippi Coulomb”可以控制其位置精度小于10厘米，并且计算出的行星运动可以精确到10米以内，这比目前的一个。 （精确到几公里）增加了几百倍。因此，科学家们迫切希望看到科伦坡主教能够成功。

到那时，科伦坡不仅将测试广义相对论，而且还将测试新的物理理论超越广义相对论。目前，引力物理学家和宇宙学家越来越相信，一旦测量精度超过一定水平，广义相对论就可能被打破！新提出的“新能源领域”就是一个例子。

“新能源领域”是在讨论宇宙学时提出的一个新概念。宇宙学是从广义相对论推断出来的，它认为宇宙起源于大爆炸，并在爆炸后慢慢向外扩展。随着宇宙膨胀，扩张速度逐渐减缓。换句话说，宇宙正在放缓。这一结论在1929年由着名天文学家哈勃的观察证明。总结这些观察，哈勃还建立了着名的哈勃定理。

然而，在20世纪90年代中期的超新星观测中，科学家们发现宇宙并没有减速，而是在加速。许多观察结果证实了这一结论，包括威尔金森微波各向异性检测器的检测结果。

为了解释宇宙加速膨胀的原因，一些科学家提出了“新能源场”（如暗能量）假说。然而，引入的每个“新能源场”与广义相对论所预期的引力行为略有偏差。如果科隆博能够发现这种偏差，就有可能找到发现这些神秘能量场本质的有力线索。

水星殖民地

航空航天工业的发展为人类带来了光明的未来。将来，人类不仅可以在其他行星周围旅行，还可以走出地球，在其他星球上定居下来。地球人去其他星球，就像资本主义国家寻找殖民地一样。借用“殖民地”一词，西方学者提到了人类走出地球并在太空中建造“太空殖民地”的生存空间。就像火星，金星，月亮和小行星一样，水星也是内太阳空间殖民地的目标之一。

乍一看，极度炎热的水星不是一个居住的地方，但开发水星殖民地有很多好处。因为水星非常接近太阳，它可以从太阳获得大量能量。根据预测，太阳在一秒钟内散发出370亿亿焦耳的热量，这么多的热量足以将太阳和地球之间3000米长的冰桥融化成水！这种热量被排放到行星际空间和太阳系天体中，其中约有22亿个来自地球，但这22亿个能量的这一小部分足以容纳地球上的2万辆汽车。年！水星比地球更靠近太阳，水星每平方米接收的太阳能为9.13千瓦，相当于地球上的6.5倍。相对而言，太阳能是一种取之不尽的自然资源，将为水星的发展提供可靠的能源保障。目前，科学家们在地球附近进行了“太阳帆”测试。如果可以在水星附近发射“太阳帆”，水星的“太阳帆”将获得6.5地球“太阳帆”的热量。

根据一些数据，水星土壤富含“氦-3”。这是一种重要的核聚变材料。采矿和使用它将对太阳系经济的未来发展产生不可估量的影响。

“阿波罗”号太空船的登月过程表明，人类将在月球上遇到微重力问题。宇航员在月球上行走时只能像袋鼠一样行走，因为月球的表面重力只有地球表面的1/6。宇航员不仅在微重力下生活不方便，而且长期微重力也会导致骨质疏松症并影响健康。在水星上，这种情况有所改善。月球的直径只有3,476公里，而水星的直径是4,880公里。水星比月亮大得多。水星具有巨大的铁芯和高密度。结果，水星的表面重力是月球的两倍多。

当然，作为太空殖民地的候选者之一，水星的缺点也很明显：缺乏明显的大气，太靠近太阳，旋转缓慢。这些都是在水星上建立殖民地的不利因素。

大气层是成为太空殖民地的重要因素。它是地球的“保护伞”，不仅为“殖民者”提供呼吸氧气，还散射阳光，调节温度，保护行星表面免受外部宇宙射线的伤害。殖民地是否可以在地球上建造，在很大程度上取决于其缺乏的气氛。行星是否具有大气层与其自身的质量，表面温度和大气成分有关。只有具有强烈吸引力的行星才能保持大气层。水星是太阳系中最小的行星，无法保护周围的气体，因此水星周围的大气层很久以前就逃逸到了星际空间。当水手10号接近水星三次时，它对其大气进行了几次测试。结果发现，水星大气压力仅为地球表面压力的十分之一。如此薄薄的气氛无法散射阳光，因此水星的天空是黑暗的，就像一层黑色天鹅绒。在“天鹅绒”上，星星正在粉碎，但他们看不到星星“眨眼”，因为星星“眨眼”是由大气层引起的。

水星非常接近太阳，是水星殖民地建立中最致命的弱点。飞在水星周围的飞机将深深地淹没在强烈的阳光下，“游泳”在浩瀚的太阳“引力海洋”中。在太阳下，水星的表面温度高达427°C，而阴影中水星竿的狙击坑温度低至零下183°C。绕轨道飞行的水星有时处于高温状态有时会陷入寒冷。巨大的温差会缩短仪器在飞机上的使用寿命，性能会恶化甚至工作。飞机处于巨大的太阳引力下，将被拉向太阳，难以进入水星周围的轨道。

一些科学家说，在太阳引力的影响下，宇宙飞船将飞向太阳。因此，对于在水星轨道上运行的飞机，没有这样的超级控制技术，这需要一个强大的控制火箭，它不能小于发射航天器的火箭。值得注意的是，美国于1973年发起的“水手10”正在前往水星。虽然它借用了金星的帮助，但它没有进入水星周围的轨道，而是只绕着太阳飞行。

除了飞船在水星周围飞行的困难之外，人类向水星的迁移受到温度的限制。在白天和黑夜的水星赤道中，表面温差太大，显然不适合人类居住。因此，水星居民只能居住在多年生结冰区的火山口坑中，偶尔会前往赤道进行短期旅行。