去年我在天文馆当志愿者时,曾遇到个小朋友指着水星模型问:“阿姨,为啥它总上新闻?” 当时我还真没答全,后来查了不少资料才发现,这颗离太阳最近的行星,藏着太多打破常规的秘密。
就说去年 NASA 发的信使号探测器数据吧,在水星北极永久阴影区,仪器突然捕捉到大量氢原子信号。这些信号强度远超预期,既不像太阳风带来的常规粒子,也和月球两极的水冰信号有明显差异 —— 直到现在,天文学家还在争论这些氢原子到底是不是水冰分解来的。
其实水星最让人惊讶的,是它的密度。按道理说,离太阳这么近,星球形成时应该留不下太多重元素。可实测下来,水星的密度仅次于地球,这意味着它的铁芯可能占了整个星球体积的 60% 以上。要知道地球铁芯占比才 30% 左右,你说怪不怪?
之前有研究团队推测,水星可能原本是个大行星,后来被小行星撞掉了外层岩石。但另一个团队用计算机模拟却发现,就算真有撞击,也不可能撞得这么彻底。两边的论文都发表在顶级期刊上,至今没个统一说法。我翻资料时还看到,有位老科学家在博客里吐槽:“研究水星 40 年,越研究越糊涂。”
还有个反常识的点,水星居然有磁场。而且这磁场特别弱,只有地球的 1%,形状还特别奇怪,北极区域的磁场强度居然是南极的 3 倍。更有意思的是,它的磁场还在不断变化,2018 年那次观测,磁场强度突然下降了 10%,过了三个月又恢复正常。当时负责观测的团队都懵了,反复检查仪器是不是出了问题。
说到水星表面,那才叫真正的 “冰火两重天”。白天被太阳直射的地方,温度能飙到 430℃,铅放在上面都能化。可到了夜晚,温度又会骤降到 - 180℃,温差能达到 600℃以上。我之前在实验室做过模拟,这么大的温差下,普通金属都会脆裂,真难以想象水星表面的岩石是怎么扛住的。
更神奇的是,水星上居然有 “冰山”。2012 年信使号探测器在北极区域发现了反光物质,后来证实是水冰。这些冰藏在永久阴影区的陨石坑里,就像被太阳遗忘的角落。科学家测算过,这些冰的总量可能有 1 万亿吨,要是平铺在水星表面,能形成 1 米厚的冰层。
不过最让我着迷的,是水星的轨道共振。它每绕太阳公转 2 圈,就会自转 3 圈,这种共振关系特别稳定。但 2020 年欧洲航天局的探测器却发现,水星的自转速度在慢慢变慢,每年大约慢 0.0001 秒。别看这个数字小,日积月累下来,几亿年后水星的自转和公转关系可能会彻底改变。
还有个冷知识,水星其实没有大气层,只有一层稀薄的 “外逸层”。这层物质主要来自太阳风,还有水星表面岩石分解产生的气体。但奇怪的是,在水星的背阳面,居然能检测到钠元素的存在。这些钠原子到底是怎么跑到背阳面的,至今没人能说清楚。
对了,水星还有个 “尾巴”。当它运行到太阳风强烈的区域时,表面的物质会被太阳风吹走,形成一条长长的离子尾。这条尾巴最长能达到 100 万公里,比水星本身大几百倍。我看过哈勃望远镜拍的照片,那条淡蓝色的尾巴在宇宙中特别显眼,就像水星拖着一条丝带。
最后再跟大家说个有趣的发现,水星表面的陨石坑名字都特别有讲究。比如最大的卡路里盆地,是以热量单位命名的;还有个叫 “贝多芬” 的陨石坑,是以音乐家名字命名的。但有个叫 “孔子” 的陨石坑,却是所有以中国人命名的天体特征中,唯一在水星上的。
其实说了这么多,水星还有很多未解之谜。比如它的内核到底是固态还是液态,它的磁场为什么这么奇怪,它表面的水冰是怎么形成的。每次看到新的研究成果,我都觉得特别兴奋,就像在慢慢揭开一个尘封已久的秘密。
你们平时看天文新闻的时候,有没有注意过水星的这些特别之处?我倒是挺好奇,要是未来有机会登陆水星,最先要研究的会是什么呢?评论区可以聊聊你们的想法~ 😄