水星（英語(yǔ)：Mercury；拉丁語(yǔ)：Mercurius），因快速運(yùn)動(dòng)，歐洲古代稱它為墨丘利（Mercury），意為古羅馬神話中飛速奔跑的信使神。中國(guó)古稱辰星，西漢《史記?天官書(shū)》的作者司馬遷從實(shí)際觀測(cè)發(fā)現(xiàn)辰星呈灰色，與五行學(xué)說(shuō)聯(lián)系在一起，以黑色屬水，將其命名為水星。

水星是太陽(yáng)系的八大行星中最小且最靠近太陽(yáng)的行星。軌道周期是87.9691天，116天左右與地球會(huì)合一次，公轉(zhuǎn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)系的其它行星。水星是表面晝夜溫差最大的行星，大氣層極為稀薄無(wú)法有效保存熱量，白天時(shí)赤道地區(qū)溫度可達(dá)432°C，夜間可降至-172°C。水星的軸傾斜是太陽(yáng)系所有行星中最小的（大約1?30度），但有最大的軌道偏心率。水星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的距離大約是在近日點(diǎn)的1.5倍。水星表面遍布環(huán)形山，與月球和其他衛(wèi)星相似，其地質(zhì)在數(shù)十億年來(lái)都處于非活動(dòng)狀態(tài)。

水星無(wú)四季變化，行星中僅有它與太陽(yáng)軌道共振。每自轉(zhuǎn)三圈的時(shí)間與繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)兩圈的時(shí)間幾乎相等。從太陽(yáng)看水星，參照它的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，每?jī)蓚€(gè)水星年才一個(gè)太陽(yáng)日。

水星的軌道位于地球的內(nèi)側(cè)（與金星相同），所以它只能在晨昏之際與白天出現(xiàn)于天空中，而不會(huì)在子夜前后出現(xiàn)。從地球看水星的亮度有很大的變化，視星等從-2.48至7.25等，但是它與太陽(yáng)的距角最大只有28.3°。在北半球，只能在凌晨或黃昏的曙暮光中看見(jiàn)水星。當(dāng)大距出現(xiàn)于赤道以南的緯度時(shí)，在南半球的中緯度可以在完全黑暗的天空中看見(jiàn)水星。

• 中文名

• 水星

• 外文名

• Mercury

• 別????名

• 辰星

• 分????類

• 行星、類地行星

• 質(zhì)????量

• 3.3011?1023?kg

• 平均密度

• 5.427 g/cm3

• 直????徑

• 4880 km

• 表面溫度

• -190 至 428 ℃

• 逃逸速度

• 4.25 km/s

• 反照率

• 0.088(球面，0.142 幾何)

• 視星等

• -2.48 至 7.25 等?[1]

• 自轉(zhuǎn)周期

• 58.65天

• 距地距離

• 150000000 km

• 半長(zhǎng)軸

• 0.3871 天文單位

• 離心率

• 0.205630

• 公轉(zhuǎn)周期

• 87.9691 日

• 平近點(diǎn)角

• 174.796 度

• 軌道傾角

• 7.00487 度

• 升交點(diǎn)經(jīng)度

• 48.331 度

• 體????積

• 6.083×101? 立方千米

• 表面積

• 7.48×10? 平方千米

• 會(huì)合周期

• 115.88 日

• 近日點(diǎn)幅角

• 29.124°

• 近日點(diǎn)

• 0.307499?天文單位

• 遠(yuǎn)日點(diǎn)

• 0.466697 天文單位

• 轉(zhuǎn)軸傾角

• 0.034°

• 角直徑

• 4.5"–13"

運(yùn)動(dòng)&軌道

公轉(zhuǎn)

近日點(diǎn)

水星是所有的行星中軌道離心率最大的，為0.20563，它與太陽(yáng)的距離在4600萬(wàn)至7000萬(wàn)千米的范圍之間變動(dòng)。它以87.969地球日的周期完整地公轉(zhuǎn)太陽(yáng)一圈。右邊的水星軌道圖疊加上有著相同半長(zhǎng)軸的圓形軌道，以顯示出軌道離心率造成的影響。以5天為間隔的標(biāo)示顯示出在近日點(diǎn)時(shí)有著較大的距離，清楚的顯示出比較高的軌道速度。球的大小，與它們和太陽(yáng)的距離成反比，用來(lái)闡釋日心距離的變化。到太陽(yáng)距離的變化，結(jié)合行星繞著自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)軌道共振，造成表面溫度復(fù)雜的變化。這種共振使得一個(gè)水星日的長(zhǎng)度是水星的兩年，或是大約176個(gè)地球日。水星的軌道平面對(duì)地球的軌道平面（黃道）有著7度的傾斜，顯示在右圖中。水星在前方穿越太陽(yáng)的凌日，只有在水星穿越黃道平面之際，也位于地球和太陽(yáng)之間時(shí)才會(huì)發(fā)生。平均下來(lái)，大約7年才會(huì)發(fā)生一次。水星的轉(zhuǎn)軸傾角幾乎是零，測(cè)量值小于0.027度。這明顯的遠(yuǎn)小于木星，它是轉(zhuǎn)軸傾角第二小的行星，數(shù)值為3.1度。這意味著位于水星極點(diǎn)的觀測(cè)者，太陽(yáng)中心點(diǎn)的高度永遠(yuǎn)不會(huì)高于地平線上2.1角分。

在水星表面上的某些點(diǎn)，觀測(cè)者可以看見(jiàn)太陽(yáng)上升到半途時(shí)，會(huì)反轉(zhuǎn)回去日落，然后再度日出；在所有的點(diǎn)上，這些都發(fā)生在同一個(gè)水星日。這是因?yàn)樵诮拯c(diǎn)前大約4個(gè)地球日時(shí)，水星軌道的角速度，幾乎與它的自轉(zhuǎn)速度相同，所以太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)會(huì)停滯；在近日點(diǎn)時(shí)，水星公轉(zhuǎn)的角速度超過(guò)水星自轉(zhuǎn)的角速度。因此，對(duì)假設(shè)在水星上的觀測(cè)者，會(huì)明顯的看到太陽(yáng)逆行。通過(guò)近日點(diǎn)4天之后，在這些點(diǎn)上觀測(cè)到的太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)正常了。

水星與地球內(nèi)合（最靠近地球）的周期平均是116地球日，但是由于水星軌道的離心率，這個(gè)間隔從105日至129日不等。水星與地球的距離可以近到7730萬(wàn)千米，但在公元28622年之前不會(huì)接近至8000萬(wàn)千米以內(nèi)，公元2679年為8210萬(wàn)千米，公元4487年為8200萬(wàn)千米。從地球可以看見(jiàn)它逆行的時(shí)間大約是在內(nèi)合前后的8-15天，所以會(huì)有如此大范圍差距變化，完全是因?yàn)樗兄^大的離心率。

水星軌道

自轉(zhuǎn)

1889年意大利天文學(xué)家喬凡尼·斯基亞帕雷利經(jīng)過(guò)多年觀測(cè)認(rèn)為水星自轉(zhuǎn)時(shí)間和公轉(zhuǎn)時(shí)間都是88天。許多年以來(lái)，水星被認(rèn)為是與太陽(yáng)同步的潮汐鎖定，在每一次的軌道公轉(zhuǎn)中都以同一面朝向太陽(yáng)，就像月球始終以同一面朝向地球。在1965年的雷達(dá)觀測(cè)，美國(guó)天文學(xué)家才測(cè)量出水星自轉(zhuǎn)的精確周期是58.646天，證明水星以3:2的自轉(zhuǎn)軌道共振，每公轉(zhuǎn)太陽(yáng)二次時(shí)也自轉(zhuǎn)三次；而水星軌道的高離心率使得此共振穩(wěn)定 － 在近日點(diǎn)，太陽(yáng)的潮汐力最強(qiáng)，太陽(yáng)也平靜（穩(wěn)定）的出現(xiàn)于最靠近水星的天空。

起初，天文學(xué)家認(rèn)為它被同步鎖定的原因是，當(dāng)水星在適合觀測(cè)的位置上時(shí)，它幾乎總是在3:2共振的相同位置上，因此呈現(xiàn)相同的面貌。這也是因?yàn)樗枪D(zhuǎn)周期與地球會(huì)合周期一半的巧合，由于水星3:2的自旋軌道共振，一太陽(yáng)日（太陽(yáng)兩次過(guò)中天的時(shí)間間隔）約176地球日。一恒星日（自轉(zhuǎn)周期）則約59地球日。

模擬的研究顯示水星軌道的離心率是混沌的，在數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)會(huì)因?yàn)槠渌行堑臄z動(dòng)從接近0（圓形）至超過(guò)0.45之間變動(dòng)。這被認(rèn)為可以解釋水星的3:2自旋軌道共振（而非更常見(jiàn)的1:1），因?yàn)檫@種狀態(tài)在高離心率軌道的時(shí)期中是可能發(fā)生的。數(shù)值模擬顯示未來(lái)長(zhǎng)期軌道共振，與木星的交互作用會(huì)造成近日點(diǎn)距離的增加，在未來(lái)的50億年內(nèi)有1%的幾率會(huì)與金星碰撞。

近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)

1859年，法國(guó)數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家?jiàn)W本·勒維耶（Urbain Jean Joseph Le Verrier）報(bào)告水星環(huán)繞太陽(yáng)的軌道有著牛頓力學(xué)和現(xiàn)有已知的行星攝動(dòng)不能完滿解釋的緩慢進(jìn)動(dòng)。他建議用“另一顆行星（或一系列更微小天體）位于比水星更靠近太陽(yáng)的軌道上”來(lái)處理這些攝動(dòng)（其它的解釋包括太陽(yáng)略微的扁平）?；谔焱跣堑能壍朗艿綌_動(dòng)而發(fā)現(xiàn)了海王星的成功，使天文學(xué)家對(duì)這個(gè)解釋充滿了信心，并且這個(gè)假設(shè)的行星被命名為祝融星，但是始終未能發(fā)現(xiàn)這顆行星。

水星相對(duì)于地球的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)是每世紀(jì)5600弧秒（1.5556度），或是相對(duì)于慣性ICFR每世紀(jì)574.10±0.65角秒；但牛頓力學(xué)考慮了來(lái)自其它行星所有的影響，預(yù)測(cè)的進(jìn)動(dòng)只有每世紀(jì)5557角秒（1.5436度）。在20世紀(jì)初期，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論對(duì)觀測(cè)到的進(jìn)動(dòng)提供了解釋。這個(gè)效應(yīng)非常?。核墙拯c(diǎn)的相對(duì)論進(jìn)動(dòng)是每世紀(jì)42.98角秒，剛剛好是之前不足的值；然而，在經(jīng)歷1200萬(wàn)次的公轉(zhuǎn)之后，它仍有一點(diǎn)點(diǎn)的過(guò)剩。其它行星也有非常類似的情形，但是影響小了很多：金星是每世紀(jì)8.62角秒，地球是3.84角秒，火星是1.35角秒，伊卡洛斯（1566 Icarus）是10.05角秒。

觀測(cè)

水星凌日

水星凌日過(guò)程示意圖

水星凌日當(dāng)水星走到太陽(yáng)和地球之間時(shí)，在太陽(yáng)圓面上會(huì)看到一個(gè)小黑點(diǎn)穿過(guò)，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(yáng)的190萬(wàn)分之一。水星擋住太陽(yáng)的面積太小了，不足以使太陽(yáng)亮度減弱，所以，用肉眼是看不到水星凌日的，只能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行投影觀測(cè)。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(dòng)三大定律"的發(fā)現(xiàn)者，德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)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(guó)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(dòng)。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，中央靠左的黑點(diǎn)為水星，中央靠上的為太陽(yáng)黑子

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(huì)有兩個(gè)交點(diǎn)。即為升交點(diǎn)和降交點(diǎn)。水星過(guò)升交點(diǎn)即為從地球黃道面下方向黃道面上方運(yùn)動(dòng)，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(huì)發(fā)生水星凌日。如果水星在過(guò)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(shuō)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(zhǎng)是不同的。

地面觀測(cè)

內(nèi)行星（水星、金星）距角示意圖

水星的視星等介于 ?2.6等（比最亮的恒星天狼星更亮）和 +5.7等（接近理論上裸眼可見(jiàn)的極限值）之間。這兩個(gè)極端值都出現(xiàn)于水星在天空中的視位置接近太陽(yáng)的時(shí)候。由于它很接近太陽(yáng)，因此觀測(cè)上很麻煩，大部分的時(shí)間都會(huì)迷失在陽(yáng)光中，只有在日出前或日落后短暫的暮曙光內(nèi)可以看見(jiàn)。說(shuō)起五大行星的水星，自古以來(lái)用肉眼觀測(cè)是最難的。據(jù)傳說(shuō)，大天文學(xué)家哥白尼臨終前曾嘆他一生沒(méi)有見(jiàn)過(guò)水星。水星，像其它一些行星和明亮的恒星一樣，可以在日全食的時(shí)間被看見(jiàn)。

像月球和金星一樣，從地球上可以觀察到水星的相位。它的"新月"出現(xiàn)于內(nèi)合，"滿月"出現(xiàn)于在外合。由于它相對(duì)的過(guò)度貼近太陽(yáng)，因此從地球上是看不見(jiàn)水星呈現(xiàn)這兩種相位。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。

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

在其被太陽(yáng)光淹沒(méi)之前，你大概可以觀測(cè)它2個(gè)星期。6個(gè)星期之后，它又會(huì)在相對(duì)的距角處重新出現(xiàn)。

在中國(guó)的大部分地區(qū)，一年通常只有2到3次最佳的水星觀測(cè)機(jī)會(huì)。水星是昏星時(shí)，每年3月底到6月初，尤其是在5月中下旬，有機(jī)會(huì)達(dá)到比較大的高度，可以在傍晚西方天空中尋找。水星是晨星時(shí)，9月初到12月初，尤其是10月中下旬，有機(jī)會(huì)達(dá)到比較大的高度，可以在黎明時(shí)向東方尋找。值得注意的是，并不是說(shuō)這兩個(gè)時(shí)間段的水星一定會(huì)比較高，只有在此期間發(fā)生水星大距時(shí)，高度才會(huì)比較大，否則就只能靜待下一年了。例如，2021年有兩次大距都非常接近最佳觀測(cè)日期。分別是5月17日的昏星和10月25日的晨星。?[9]?

其實(shí)水星用肉眼觀測(cè)并不是想象中那么難。要想觀測(cè)水星，選擇其大距時(shí)固然重要，而對(duì)于南北緯30，甚至20度以上的觀測(cè)者，水星相對(duì)于太陽(yáng)的赤緯極為重要。據(jù)傳說(shuō)，大天文學(xué)家哥白尼臨終前曾嘆他一生沒(méi)有見(jiàn)過(guò)水星。

哥白尼為什么沒(méi)見(jiàn)過(guò)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(duì)于南半球，不適合觀測(cè)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(cè)者會(huì)發(fā)現(xiàn)水星的赤緯總是低于太陽(yáng)赤緯，即使水星離太陽(yáng)距角接近最大的28度，但水星幾乎還是和太陽(yáng)同升同落。反之水星到了近日點(diǎn)時(shí)，北半球觀測(cè)者看到的水星卻比太陽(yáng)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(cè)。這種情況需要再過(guò)幾千年水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)90度后才能改觀。第二，地理緯度越高，內(nèi)行星越難見(jiàn)。緯度高的地區(qū)，太陽(yáng)的晨昏朦影時(shí)間很長(zhǎng)，即日出前或者日落后很久，天空依然明亮，所以不利于觀測(cè)水星，即使北半球來(lái)說(shuō)水星每逢高于太陽(yáng)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(cè)。

在北半球如中國(guó)，想要觀測(cè)水星，只要選對(duì)日期，天氣良好的情況下還是很容易做到的。一年中觀測(cè)水星的最佳月份是3月、4月、9月、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(yáng)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(yáng)赤緯較多時(shí)，偏北的水星可以在太陽(yáng)在地平線下很久而被觀測(cè)到。經(jīng)驗(yàn)是：春分時(shí)節(jié)在西方的雙魚(yú)、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(guò)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(yáng)，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。

水手10號(hào)

水手10號(hào)，第一艘水星探測(cè)器

第一艘探測(cè)水星的太空船是NASA的水手10號(hào)（Mariner 10，1974-1975年）。這艘太空船使用金星的引力調(diào)整它的軌道速度，使它能夠接近水星，并使它成為第一艘使用重力助推效應(yīng)，和NASA第一次拜訪多顆行星的太空任務(wù)。水手10號(hào)提供了第一批的水星表面特寫影像，其中立刻顯示出水星有大量環(huán)型山的性質(zhì)，并透漏許多其他類型的地質(zhì)特征，像是巨型的陡坡，后來(lái)歸因于水星的鐵核冷卻時(shí)稍為收縮造成的。不幸的是，由于水星軌道公轉(zhuǎn)周期的長(zhǎng)度，使得水手10號(hào)每次接近時(shí)觀察的都是水星的同一側(cè)。這使得水手10號(hào)不可能觀察到完全的水星表面，結(jié)果是完成的水星表面地圖少于45%。

1974年水手10號(hào)拍攝的水星表面拼合照

在1974年3月27日，首次飛越水星的兩天前，水手10號(hào)的儀器意外的發(fā)現(xiàn)水星附近有大量的紫外線輻射，這導(dǎo)致初步認(rèn)定水星有衛(wèi)星。不久之后，過(guò)量的紫外線被確認(rèn)是巨爵座31號(hào)星的，而水星的衛(wèi)星就成為天文歷史書(shū)上的一個(gè)注腳。這艘太空船三度飛臨水星，最接近時(shí)與表面的距離只有327千米。在第一次接近時(shí)，儀器偵測(cè)到水星有磁場(chǎng)，這使得行星地質(zhì)學(xué)家大為驚訝 － 因?yàn)樗堑淖赞D(zhuǎn)極為緩慢，不致于產(chǎn)生發(fā)電機(jī)效應(yīng)。第二次的接近主要是要拍攝影像，但在第三次接近時(shí)，獲得了廣泛的磁性資料。這些資料顯示水星的磁場(chǎng)非常類似于地球，使得水星周圍的太陽(yáng)風(fēng)產(chǎn)生偏離。水星磁場(chǎng)的起源依然有幾個(gè)主要的理論在相互競(jìng)爭(zhēng)。在1975年3月24日，就在最后一次接近水星之后8天，水手10號(hào)耗盡了燃料。由于不再能精確的控制他的軌道，于是任務(wù)控制者關(guān)閉了探測(cè)器的儀器。水手10號(hào)被認(rèn)為仍然環(huán)繞著太陽(yáng)，每隔幾個(gè)月仍會(huì)接近水星一次。

信使號(hào)

信使號(hào)水星探測(cè)器在做發(fā)射前準(zhǔn)備

信使號(hào)（Messager）是NASA前往水星的第二艘太空船，于2004年8月3日使用波音戴爾他2型火箭從卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射。它在2005年8月飛越地球，并在2006年10月和2007年6月掠過(guò)金星，將它調(diào)整至正確的軌道，以達(dá)到能環(huán)繞水星的軌道。在2008年1月14日，信使號(hào)首度飛越水星，2008年10月6日再度飛越，并于2009年9月29日第三度飛越。在這幾次的飛越中，將水手10號(hào)未曾拍攝的半球都拍攝了。探測(cè)器在2011年3月18日成功進(jìn)入繞行水星的橢圓軌道。信使號(hào)是在一個(gè)大橢圓軌道上以12小時(shí)為周期繞水星轉(zhuǎn)動(dòng)，距離水星表面最近時(shí)距離為200千米，最遠(yuǎn)則可達(dá)15193千米。它軌道的最低點(diǎn)位于水星北緯60度的上空，之所以這樣選擇部分是為了能詳細(xì)地研究巨大的卡洛里盆地。這個(gè)盆地直徑1550千米，是水星最大的表面特征。并在2011年3月29日獲得了第一張?jiān)谲壍郎系乃怯跋?。探測(cè)器已經(jīng)完成一年的制圖任務(wù)，正在進(jìn)行預(yù)定在2013年完成的另一年延伸探測(cè)任務(wù)。除了繼續(xù)觀測(cè)水星和繪制地圖之外，信使號(hào)也將觀察2012年的太陽(yáng)極大期。

信使號(hào)拍攝的第一張照片和最后一張照片

信使號(hào)撞擊點(diǎn)

這項(xiàng)任務(wù)要厘清六個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題：水星的高密度、地質(zhì)歷史、磁場(chǎng)的本質(zhì)、核的結(jié)構(gòu)、兩極水冰。以及稀薄的大氣是如何形成的。為了達(dá)到這些目的，信使號(hào)探測(cè)器攜帶了比水手10號(hào)的儀器分辨率更高許多的影像成像設(shè)備，各式光譜儀測(cè)量地殼中元素的豐度，和磁強(qiáng)計(jì)等設(shè)備來(lái)測(cè)量帶電粒子的速度。詳細(xì)測(cè)量探測(cè)器在軌道速度上的微小變化，用來(lái)推斷水星內(nèi)部構(gòu)造的詳細(xì)信息。美國(guó)東部時(shí)間2015年4月30日下午3點(diǎn)26分（北京時(shí)間5月1日凌晨3點(diǎn)26分），“信使號(hào)”以撞擊水星的方式，結(jié)束其探測(cè)使命，在水星北極附近留下一個(gè)相當(dāng)于NBA籃球場(chǎng)大小的撞擊坑（直徑約15米）。

MESSENGER

貝皮可倫坡號(hào)

貝皮可倫坡號(hào)

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(hào)（BepiColombo）的探測(cè)計(jì)劃。在2018年10月20日發(fā)射太空船，預(yù)期2025年前抵達(dá)水星。載具將釋放一個(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，讓繪制地圖的探測(cè)器進(jìn)入圓軌道。這兩個(gè)探測(cè)器都將運(yùn)作一個(gè)地球年。繪圖探測(cè)器將攜帶類似于信使號(hào)的光譜儀，和在許多不同的波長(zhǎng)上研究這顆行星，包括紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線。

未來(lái)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](méi)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?dòng)將能加熱殖民地以達(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(lái)說(shuō)較低的環(huán)境溫度將能使散失的熱量更易處理。?[10]?

地理特征

編輯?播報(bào)

大氣層

由于缺乏大氣的包圍，水星表面的赤道和兩極之間有著陡峭的溫度差，溫度范圍從100K至700K。日下點(diǎn)的溫度在近日點(diǎn)時(shí)高達(dá)700K，而在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)只有550K；在行星夜晚的那一側(cè)，平均溫度是110K。陽(yáng)光的強(qiáng)度范圍是太陽(yáng)常數(shù)（1,370 W·m?2）的4.59和10.61倍。

雖然水星表面的溫度在白天是非常的高，但觀測(cè)的結(jié)果仍然強(qiáng)烈的支持冰（凍結(jié)的水）存在于水星。在極區(qū)深坑的底部從未被陽(yáng)光直接照射過(guò)，溫度依然維持在102K以下，遠(yuǎn)低于全球的平均溫度。水冰強(qiáng)烈的反射了雷達(dá)，金石70米的望遠(yuǎn)鏡和VLA在1990年代早期的觀測(cè)，透漏了在接近極區(qū)有非常高的雷達(dá)反射斑點(diǎn)。雖然冰不是造成這些反射區(qū)域的可能原因，但天文學(xué)家相信冰是最有可能的。?[6]?

在水星北極的永久陰暗坑洞內(nèi)，隱藏著大量水冰（黃色）

相信冰的區(qū)域擁有大約1014–1015千克的冰，并且可能覆蓋著一層表巖屑，抑制了升華。相較之下，地球南極的冰層大約有4×1018千克的冰，火星南極的冰帽大約有1016千克的冰。水星上冰的來(lái)源還不清楚，但有兩種最可能的來(lái)源：從行星內(nèi)部排放出來(lái)的，或是彗星撞擊造成的沉積。2012年11月29日，水星探測(cè)衛(wèi)星信使號(hào)團(tuán)隊(duì)發(fā)言人表示，科學(xué)家在水星北極區(qū)域永遠(yuǎn)曬不到太陽(yáng)的陰暗坑洞內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量?jī)霰ㄖ亓靠赡芏噙_(dá)1012噸）。

水星北極點(diǎn)雷達(dá)影像

水星不僅太小，而且太熱，因此它的引力不足以長(zhǎng)期留住大氣層；但它確實(shí)有一個(gè)稀薄的、局限在表面的外逸層，包含著氫、氦、氧、硫、鈣、鉀和其它元素。這個(gè)外逸層并不穩(wěn)定，原子會(huì)不斷的失去和由其它不同的來(lái)源獲得補(bǔ)充。氫和氦可能來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)，并在逃逸回太空之前先擴(kuò)散至水星的磁層。元素的放射性衰變是水星地殼內(nèi)氦、鈉和鉀的另一個(gè)來(lái)源。信使號(hào)發(fā)現(xiàn)鈣、氦、氫氧化物、鎂、氧、鉀、硅和鈉的比例偏高。也有水蒸氣的存在，組合的過(guò)程發(fā)表如下：彗星撞擊其表面，濺射創(chuàng)造出的水，其中的氫來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)，氧來(lái)自巖石，和在極區(qū)坑洞內(nèi)永久陰影下儲(chǔ)存的冰升華。檢測(cè)到許多由水釋出的離子，如O+、OH-、和H3O+則是一個(gè)驚喜。由于這些為數(shù)可觀的離子是在水星的太空環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的，因此科學(xué)家推測(cè)是被太陽(yáng)風(fēng)從水星表面或外逸層摧毀的分子。?[7]??在1980-1990年代，在大氣層中發(fā)現(xiàn)鈉、鉀、鈣，相信主要是表面的巖石被微隕石撞擊汽化導(dǎo)致的。在2008年，信使號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了鎂。研究指出，鈉的排放是區(qū)域性的點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于這顆行星的磁極。這將顯示出在磁層和行星表面之間的交互作用。

在太陽(yáng)的強(qiáng)烈輻射轟擊下，水星大氣被向后壓縮延伸開(kāi)去，在背陽(yáng)處形成一個(gè)“尾巴”，就像一顆巨大的彗星。然而更詭異的一點(diǎn)是，水星事實(shí)上還在不斷的損失其大氣氣體成分。組成水星大氣的原子不斷的被遺失到太空之中，由于鉀或鈉原子在一個(gè)水星日（一個(gè)水星日——在其近日點(diǎn)一日時(shí)間的一半）上大約有3小時(shí)的平均“壽命”。

因此，正如所羅門博士指出的那樣“你需要不斷的進(jìn)行補(bǔ)充方能維持大氣層的存在?！笨茖W(xué)家們認(rèn)為水星的補(bǔ)充方式是捕獲太陽(yáng)輻射的粒子，以及被微型隕石撞擊后濺起的塵埃顆粒。散失的大氣不斷地被一些機(jī)制所替換，如被行星引力場(chǎng)俘獲的火山蒸汽以及兩極的冰冠的除氣作用。?[8]?

表層地理

信使號(hào)MLA儀器繪制的水星北半球地形圖

水星的表面與月球很相似，呈現(xiàn)出像海的廣大平原和大量的撞擊坑，顯示它數(shù)十億年來(lái)都處于非地質(zhì)活動(dòng)狀態(tài)。水星地質(zhì)的早期認(rèn)識(shí)建立在1975年飛越水星的水手10號(hào)和地面觀測(cè)，當(dāng)信使號(hào)飛越水星的資料被處理過(guò)后，這方面的知識(shí)有所增進(jìn)。例如，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)不尋常的火山口輻射槽，稱之為“蜘蛛”。稍后，被重新命名為阿波羅多羅斯。在水星表面特征的命名有著不同的來(lái)源，取自已經(jīng)過(guò)世的人名?？友ㄊ褂盟囆g(shù)家、音樂(lè)家、書(shū)畫(huà)家和作家，他們都在各自的領(lǐng)域中有著杰出或基礎(chǔ)的貢獻(xiàn)。山脊或皺脊，以對(duì)水星的研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家命名；洼地或地溝以建筑師來(lái)命名。山脈以各種不同語(yǔ)言中熱門的單詞來(lái)命名；平原或平原低地以各種不同語(yǔ)言的水星之神名稱來(lái)命名。懸崖或峭壁以科學(xué)探險(xiǎn)船命名；山谷或谷地則使用電波望遠(yuǎn)鏡命名。?[2]?

反照率特征指使用不同領(lǐng)域的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，明顯的有不同反照率的地點(diǎn)。水星擁有山脊（有時(shí)也稱為皺脊），像月球的高地、山脈（mountains）、平原（Planitiae）、懸崖（rupes）和谷地（valleys）。水星在46億年前形成時(shí)，曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)彗星和小行星短暫的輪番轟擊，在38億年前結(jié)束，可能是獨(dú)立發(fā)生的后期重轟炸期。在這些劇烈形成隕石坑的期間，由于缺乏大氣層來(lái)減緩撞擊，行星表面整個(gè)都被隕石坑覆蓋著。在這個(gè)期間，行星有著火山的活動(dòng)，像是卡洛里盆地等盆地都被來(lái)自行星內(nèi)部的巖漿覆蓋著，形成如同在月球上發(fā)現(xiàn)的海一樣的平原。

水星地形圖

信使號(hào)于2008年10月28日飛越水星，讓研究人員獲得更多鑒別水星表面渾沌地形的資料。水星的表面比火星和月球更為復(fù)雜，它包含了大量在兩者上都值得注意的類似地質(zhì)，像是海和平原等。

平原

水星有兩種地質(zhì)顯著不同的平原。在坑穴之間，起伏平緩、多丘陵的平原，是水星表面可見(jiàn)最古老的地區(qū)，早于猛烈的火山口地形。這些埋藏著隕石坑的平原似乎已湮滅許多較早的隕石坑，并且缺乏直徑在30千米以下，以及更小的隕石坑。還不清楚它們是起源于火山還是撞擊，這些埋藏著隕石坑的平原大致是均勻的分布在整個(gè)行星的表面。

卡洛里斯撞擊盆地的對(duì)跖點(diǎn)的所謂“怪異地形”

平坦的平原是廣泛的平坦區(qū)域，布滿了各種大大小小的凹陷，和月球的海非常的相似。值得注意的是，它們廣泛的環(huán)繞在卡洛里盆地的周圍。不同于月海，水星平坦的平原和埋藏著隕石坑的古老平原有著相同的反照率。盡管缺乏明確的火山特征，在地化的平臺(tái)和圓角、分裂的形狀都強(qiáng)烈的支持這些平原起源于火山。值得注意的是所有水星平坦平原的形成都比卡洛里盆地晚，比較在卡洛里噴發(fā)覆蓋物上可察覺(jué)的小隕石坑密度可見(jiàn)一斑卡洛里盆地的地板填滿了獨(dú)特的平原地質(zhì)，破碎的山脊和粗略的多邊形碎裂。不清楚是撞擊誘導(dǎo)火山熔巖，還是撞擊造成大片的融化。

行星表面一個(gè)不尋常的特征是眾多的壓縮皺褶或峭壁，在平原表面交錯(cuò)著。隨著行星內(nèi)部的冷卻，它可能會(huì)略為收縮，并且表面開(kāi)始變型，造成了這些特征。凹陷也在其它地形，像是坑穴和平滑的平原，頂部看見(jiàn)，顯示這些皺褶是在如今才形成的。水星的表面也會(huì)被太陽(yáng)扭曲——太陽(yáng)對(duì)水星的潮汐力比月球?qū)Φ厍虻膹?qiáng)17倍。信使號(hào)在水星北極地區(qū)發(fā)現(xiàn)了水星上最大的火山平原開(kāi)闊區(qū)之一，覆蓋面積約400萬(wàn)平方千米，深度幾千米。它幫助確認(rèn)了火山活動(dòng)在水星歷史的大多數(shù)時(shí)間里對(duì)于塑造其地殼起到了關(guān)鍵作用。?[3-4]??

環(huán)形山

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(lái)命名的，沒(méi)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20千米以上，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?tīng)?zhēng)輝，紀(jì)念他們?yōu)槿祟愖鞒龅呢暙I(xiàn)。

阿比?。ˋbedin）環(huán)形山內(nèi)部的中央峰

內(nèi)部構(gòu)造

水星是太陽(yáng)系內(nèi)與地球相似的4顆類地行星之一，有著與地球一樣的巖石個(gè)體。它在赤道的半徑為2439.7千米，是太陽(yáng)系中最小的行星，水星甚至比一些巨大的天然衛(wèi)星，比如木衛(wèi)三和土衛(wèi)六還要小，雖然質(zhì)量更大一些。水星由大約70%的金屬和30%的硅酸鹽材料組成，水星的密度為5.427g/cm3，在太陽(yáng)系中是第二高的，僅次于地球的5.515g/cm3。如果不考慮重力壓縮對(duì)物質(zhì)密度的影響，水星物質(zhì)的密度將是最高的。未經(jīng)重力壓縮的水星物質(zhì)密度是5.3 g/cm3，相較之下地球物質(zhì)只有4.4g/cm3。

信使號(hào)MASCS光譜儀掃描的水星表面?zhèn)尾噬珗D

從水星的密度可以推測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。地球的高密度，特別是核心的高密度，是由重力壓縮所導(dǎo)致的。水星的質(zhì)量與重力較小，內(nèi)部沒(méi)有重力擠壓效應(yīng)，其核心含鐵量較大而具有較高的密度。地質(zhì)學(xué)家估計(jì)水星的核心占有體積的42%；地球的核心只占體積的17%。水星富鐵的核心占據(jù)了其總質(zhì)量的至少60%，它的半徑更是達(dá)到了水星半徑的四分之三。最近的研究強(qiáng)烈支持水星有一個(gè)熔融的核心，包圍著核心的是500–700千米厚的硅酸鹽地幔。太陽(yáng)系類地行星中，只有水星和地球擁有全球性的磁場(chǎng)。天文學(xué)家認(rèn)為這些磁場(chǎng)是由它們核心外層中的電流所產(chǎn)生。根據(jù)水手10號(hào)任務(wù)和從地球觀察的資料，水星的地殼被認(rèn)為只有100-300千米的厚度。水星表面的一大特征是有無(wú)數(shù)的窄脊，可以延伸到數(shù)百千米長(zhǎng)，相信都是在水星的地殼凝固后，核心和地幔因冷卻而收縮造成的。

水星表面

水星核心含有的鐵高出太陽(yáng)系內(nèi)其他主要行星，已經(jīng)有幾種理論被提出來(lái)解釋。得到最廣泛支持的理論是水星原本有著類于于常見(jiàn)的球粒隕石金屬-硅酸鹽比率的核心，被認(rèn)為是太陽(yáng)系內(nèi)典型的巖石物質(zhì)，質(zhì)量大約是當(dāng)前質(zhì)量的2.25倍。在太陽(yáng)系早期的歷史中，水星可能遭受到一顆直徑數(shù)百千米，質(zhì)量約為其1/6的微行星撞擊。這次撞擊剝離了大量原始的地殼和地幔，留下的核心就相對(duì)的成為組成中較大的部分。這一假說(shuō)得到了信使號(hào)分光儀對(duì)水星表面元素豐度觀測(cè)的支持。一個(gè)類似的假說(shuō)，稱為巨大撞擊假說(shuō)，被用來(lái)解釋地球的衛(wèi)星，月球的形成。另一假說(shuō)為，水星在太陽(yáng)輸出的能量穩(wěn)定下來(lái)之前就已經(jīng)在太陽(yáng)星云中形成。這顆行星原本的質(zhì)量是當(dāng)前的兩倍，但在原行星的收縮過(guò)程中。當(dāng)時(shí)水星的溫度可能在2500-3500K，并且可能高達(dá)10000K，水星表面許多的巖石成分在如此的高溫下可能都汽化，成為大氣層中的"巖石蒸汽"，然后被太陽(yáng)風(fēng)吹走了。第三種假說(shuō)認(rèn)為，太陽(yáng)星云造成水星吸積的物質(zhì)被拖曳，這意味著水星表面較輕的物質(zhì)會(huì)從吸積的材料中丟失。每種假說(shuō)預(yù)測(cè)的水星表面有不同的成分，信使號(hào)和即將執(zhí)行的貝皮可倫坡號(hào)任務(wù)都試圖經(jīng)由觀測(cè)來(lái)測(cè)試上述的學(xué)說(shuō)。信使號(hào)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)表面的鉀和硫的含量在預(yù)測(cè)水準(zhǔn)之上，巨大撞擊假說(shuō)的地殼和地幔的汽化未曾發(fā)生，因?yàn)殁浐土蚨紩?huì)在這些事件的高溫下被驅(qū)離。此一發(fā)現(xiàn)似乎傾向于較輕的行星材料受到拖曳而離開(kāi)，造成較重的金屬材料被濃縮。信使號(hào)的分光儀已經(jīng)測(cè)量水星的組成，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水星的巖石所含的鎂比起地球或月球表面要多得多，而鋁則少得多。

水星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與磁場(chǎng)示意圖

從水星的密度可以推測(cè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)資料。地球的高密度，特別是核心的高密度是由引力壓縮所導(dǎo)致的。水星是如此的小，因此它的內(nèi)部不會(huì)被強(qiáng)力的擠壓。所以它要有如此高的密度，它的核心必然很大。

撞擊盆地及坑穴

顯示北極地區(qū)的最高溫度區(qū)域的假色圖

水星坑穴的范圍，在直徑上從小型的碗型腔到跨越數(shù)百千米的多環(huán)撞擊坑。從相對(duì)新鮮亮麗到高度退化火山口的殘余物，展示了所有退化階段的現(xiàn)象。水星的撞擊坑與月球的有著微妙的差異，它們的噴發(fā)物覆蓋的區(qū)域小得多，這顯示水星有較強(qiáng)的表面重力。已知最大的隕石坑之一是卡洛里斯盆地，直徑為1550千米。撞擊并創(chuàng)造卡洛里斯盆地的影響是如此的強(qiáng)大，它造成的火山熔巖噴發(fā)，留下高度在2千米以上的同心圓環(huán)圍繞著隕石坑。在卡洛里盆地的對(duì)跖點(diǎn)是不尋常的、被稱為“怪異地形”的大片丘陵地形區(qū)域。這種地形起源的一種假說(shuō)是：撞擊出卡洛里斯盆地的激震波環(huán)繞著行星，匯聚在盆地的對(duì)跖點(diǎn)（相距180度），結(jié)果造成了高應(yīng)力的裂縫表面；另一種說(shuō)法則認(rèn)為是噴出物直接匯聚在卡洛里斯盆地對(duì)跖點(diǎn)的結(jié)果。

卡洛里斯盆地圖集

整體而言，在已有的水星影像中大約已經(jīng)發(fā)現(xiàn)15個(gè)撞擊盆地。一個(gè)顯著的盆地是400千米寬、有著多重環(huán)的托爾斯泰盆地，它的噴發(fā)物覆蓋造成的平原，從山脊和地板延伸達(dá)500千米。直徑625千米的貝多芬盆地有著相似規(guī)模的噴發(fā)覆蓋物。和月球一樣，水星的表面也有遭受太空風(fēng)化過(guò)程的影響，包括太陽(yáng)風(fēng)和微隕石撞擊的影響。

磁場(chǎng)和磁層

水星相對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度示意圖

盡管水星很小和以59天的長(zhǎng)周期自轉(zhuǎn)，水星仍有值得注意的全球性磁場(chǎng)。根據(jù)水手10號(hào)的測(cè)量，他的強(qiáng)度僅有地球的1.1%。在水星赤道的磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是300nT。像地球一樣，水星的磁場(chǎng)是雙極的。不同于地球的是，水星的磁極和水星的自轉(zhuǎn)軸幾乎是一致的。來(lái)自水手10號(hào)和信使號(hào)兩艘太空船的測(cè)量，都指出水星磁場(chǎng)的強(qiáng)度和形狀都是穩(wěn)定的。這個(gè)磁場(chǎng)可能是經(jīng)由發(fā)電機(jī)效應(yīng)形成的，有些類似于地球的磁場(chǎng)。這種發(fā)電機(jī)效應(yīng)起因于行星富含鐵的液體核心的循環(huán)，特別是行星軌道的高離心率帶來(lái)強(qiáng)烈的潮汐作用，使核心保持液態(tài)更是發(fā)電機(jī)效應(yīng)所必須的。

水星磁場(chǎng)的強(qiáng)度足以偏轉(zhuǎn)圍繞著該行星的太陽(yáng)風(fēng)，創(chuàng)造出磁層。水星的磁層雖然很小，但已足以將地球包含在內(nèi)，也強(qiáng)到可以將太陽(yáng)風(fēng)的等離子拘束在內(nèi)，對(duì)行星表面的太空風(fēng)化產(chǎn)生貢獻(xiàn)。水手10號(hào)太空船的觀測(cè)在水星夜半側(cè)的磁層內(nèi)部偵測(cè)到低能量的等離子，在磁尾也偵測(cè)到高能量的微粒爆炸，這些都顯示了水星磁層的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

在2008年10月6日的第二次飛掠水星，信使號(hào)發(fā)現(xiàn)水星的磁場(chǎng)有甚高頻的“滲漏”。太空船遭遇到磁性的“龍卷風(fēng)”，纏繞扭曲的磁場(chǎng)與行星磁場(chǎng)聯(lián)結(jié)并深入行星際空間，寬度達(dá)到800千米，或是行星半徑的1/3。這個(gè)龍卷風(fēng)形成時(shí)夾帶著太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)聯(lián)結(jié)到水星的磁場(chǎng)。隨著太陽(yáng)風(fēng)刮過(guò)水星的磁場(chǎng)，這些聯(lián)結(jié)的磁場(chǎng)會(huì)被攜走和扭曲成類似漩渦狀的結(jié)構(gòu)。這些扭曲的磁通量管，技術(shù)上稱為通量傳輸事件，形成行星磁盾中開(kāi)放的窗口，太陽(yáng)風(fēng)可以長(zhǎng)驅(qū)直入并直接撞擊到水星的表面。

這種聯(lián)結(jié)行星際和行星磁場(chǎng)的過(guò)程稱為磁重聯(lián)，在宇宙中是很普遍的。它也發(fā)生在地球的磁場(chǎng)，通常也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的龍卷風(fēng)。信使號(hào)的觀測(cè)顯示重聯(lián)結(jié)的速率在水星高出了10倍。但依水星和太陽(yáng)的距離，信使號(hào)觀測(cè)到的重聯(lián)結(jié)僅有1/3。

溫度

水星是表面晝夜溫差最大的行星，水星表面的赤道和兩極之間有著陡峭的溫度差，溫度范圍從100K至700K。日下點(diǎn)的溫度在近日點(diǎn)時(shí)高達(dá)700K，而在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)只有550K；在行星夜晚的那一側(cè)，平均溫度是110K。陽(yáng)光的強(qiáng)度范圍是太陽(yáng)常數(shù)（1,370 W·m?2）的4.59和10.61倍；同時(shí)水星大氣層極為稀薄無(wú)法有效保存熱量，白天時(shí)赤道地區(qū)溫度可達(dá)432°C，夜間可降至-172°C。在從未被陽(yáng)光直接照射過(guò)的南北極環(huán)形山深坑底部，溫度常年維持在102K以下，遠(yuǎn)低于水星的平均溫度。雖然水星表面的溫度在白天是非常的高，但信使號(hào)探測(cè)器的雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果強(qiáng)烈支持水星北極區(qū)域存在大量水冰（10000億噸）。