水星离太阳有多远?
水星以其炙热的环境而闻名。它朝向太阳的一侧非常炙热,在赤道地区温度可达到高达K(°C;°F)。水星表面没有大气存在,因为产生的任何大气都会被太阳风吹走。这一点不足为奇,因为它是最接近太阳的星球。
图解:水星轨道(黄色)。日期参考年。
但到底有多接近?平均而言,水星到太阳的距离相比地球到太阳距离的三分之一略远一点。然而,它的轨道偏心率也是太阳系行星中最大的。此外,它的轨道受到扰动,这一问题直到20世纪才被完全理解。原因是水星在其轨道周期经历了一些重大的变化。
图解:模拟水星和地球公转太阳的轨道。
近日点和远日点:
水星绕太阳运行的平均距离(半长轴)为0.AU(57,,km;35,,mi)。然而,由于它的偏心率是太阳系中最高的,为0.,除冥王星外(0.)-所以水星与太阳的距离变化相当大。
图解:在公转一周之际,水星自转1.5圈,所以完整的公转两周之后,同一个半球再度被照亮。
当水星离太阳最近(近日点)时,距离太阳46,,公里(28,,英里);当它离太阳最远(远日点)时,距离太阳57,,公里(35,,英里)。
图解:水星经过太阳表面的间隔拍摄图片来源:NASA
轨道共振:
科学家们曾一度认为水星处于潮汐锁定状态,这意味着它始终保持一侧朝向太阳。然而自那时以来,人们发现这颗行星的缓慢旋转周期实际为58.天。与其88天的轨道周期相比,水星的自旋轨道共振为3:2。这表明水星每公转两次,才完成三次自转。
图解:信使号探测器的水星合成影像。
其自旋轨道共振的另一个后果是,行星在其轴上旋转一次所需的时间(恒星日)和太阳重新出现在天空中相同位置的时间(太阳日),二者之间存在显著差异。在水星上,太阳升起、落下并返回到天空中的相同位置需要天。实际上这意味着水星上的一天持续时间长达两年!
图解:类地行星的大小比较(由左至右):水星、金星、地球、和火星
旋转缓慢也意味着温度变化极端。在面向太阳的一侧,赤道地区的温度可高达K(°C;°F),北极地区附近的温度可达K(°C;°F)。在背离太阳的一侧,赤道地区的温度低至K(-°C;-°F),北极地区的温度低至80K(-°C;-°F)。
图解:水星的偏心轨道图。
近日进动:
除了它的离心率,水星的近日点也受到进动的影响。这意味着,在一个世纪中水星围绕太阳的轨道移动了42.98弧秒(0.度)。即经过一千二百万次轨道运行后,水星将完成绕太阳的多余转动并返回到它开始的地方。
图解:近日点的进动(现象被极度夸大)
这远远大于其他太阳系行星的近日点进动-金星的每个世纪为8.62弧秒(0.°),地球为3.84(0.°),火星为1.35(0.°)。直到20世纪初,这种行为对于天文学家来说仍然是一个谜,因为牛顿力学无法解释它。但是,爱因斯坦的广义相对论提供了一个解释,而进动也检验了他的理论。
你可能会说水星和太阳很般配。它们舞跳得很近,舞蹈很有力量,并且幅度很大!
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3.universetoday-brightingcal
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