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如何通过水星的轨道属性，探索其他行星的内部？

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2020-11-24 16:28

原标题：如何通过水星的轨道属性，探索其他行星的内部？

在太阳系之中，水星虽然是离太阳最近、且质量最小的行星。它的一年只有88个地球日，它坚固的内核与地球内核的大小几乎一致，而其表面的陨石坑，又和地球的月亮表面所呈现的痕迹相似。虽然水星上的太阳光亮度会比地球高出7倍左右，但它并不是我们太阳系中最热的行星。在它的周围，既没有卫星，也没有环的存在，白天能达到430摄氏度的气温，这也表明了该星球不太可能会有生命存在。但是，科学家们却可以通过它的轨道属性，探索到其他行星的内部特征！

水星具有的独特结构体和旋转轨道

水星的诞生时间大约是45亿年前，因旋转的尘埃和气体被重力拖拽到一起而形成。在同一个星系中，除了地球以外，水星是第二密集的行星，拥有坚固的地壳、一个岩石地幔和一个中心核心。它的金属核心半径大约为2074公里，相当于地球半径的85%左右。它薄薄的外层是由太阳风和撞击流星体表面所喷射的原子而组成，主要包括钾、氢、氦、氧气和钠。虽然水星地表的磁场强度只是地球的百分之一，但是，由于它会和太阳风的磁场产生相互作用，所以，有时候会形成特别强烈的磁龙卷风，这样的事件会将太阳风等离子体漏到地表，而离子在撞击表面之后，还会击中那些带有中性电荷的原子，并将它们发送到高空中的环路上。

水星比地球宽度高1/3左右，半径为2440公里，和太阳相聚0.4个天文单位，它以接近47公里/秒的速度穿越太空，当它在围绕太阳的椭圆轨道中移动速度最快时，由于和太阳之间的距离最近，水星的一个太阳日（完整的昼夜循环）相当于176个地球日，所以，在大多数情况下，在水星上并没有伴随着日出和日落的现象。并且，它也不像其他行星那样经历季节的变化，因为它的旋转几乎完全直立，相对于围绕太阳的轨道平面，其旋转轴仅倾斜2度。正如我们所了解的这样，水星的环境看上去并不利于生命存活。而且，对生物来说，这个星球的太阳辐射和温度也都太过极端。

通过水星的旋转探索其他行星的内部

水星的旋转和重力，无法在地球上进行准确的测量，而关于太阳系的所有信息，又都有助于科学家们了解更大的宇宙。水星和地球相比，它的内部尚且处于比较活跃的状态，需要的降温时间会比地球更短，我们可以通过水星来预测地球的磁场，在核心冷却的时候会经历怎样的变化。科学家们通过探测水星的内部，以弄清它的核心是什么，并研究其旋转和重力。因为重力只取决于行星的密度结构，所以这也是探索行星内部深处最有力的工具。研究人员将引力、轨道力学、地球化学和大地测量学等许多领域的信息都汇聚到一起，以确定水星的内部结构，并最终解释其坚实的核心。

在探索行星内部的时候，如果想要不触及到它，那么首先要做的就是观察其旋转的方式。很早之前，科学家们就知道了水星和地球一样，外核由液态金属组成，都具有金属核心，而且这个坚固的核心达到了地球体积的85%左右，水星和太阳系的其他岩石行星相比，这个核心无疑是巨大的，这也是水星的谜团中最有趣的一个。科学家们可以观察行星的核心有哪些相似点和不同之处，因为这些信息都可以为研究人员提供很多重要线索，比如，太阳子是怎么形成的，岩石行星又是如何随着时间而变化的。

跟踪水星运动可研究中年太阳

太阳的引力正随着恒星老化而逐渐减弱，太阳系中的行星轨道也在不断地扩大，但由于太阳和水星的距离足够接近，并且它本身也足够小，因此导致了它对太阳的动力学和引力都异常敏感，科学家们可以通过观测水星轨道的变化，从而间接得出太阳的质量损失和其他参数。因为它和引力常数的稳定性有关，所以太阳质量的损失率是特别重要的一个数据，水星便是这些实验里比较完美的对象。研究人员利用无线电跟踪数据监测航天器在任务期间的位置，经过航天器的多次飞行，科学家将分析水星运动的细微变化，作为了解太阳和其物理参数如何影响地球轨道的一种方式。

在水星运动的相关研究中，科学家们尤为关注它的近日点，也就是它在轨道上和太阳距离最近的点，因为这个点并不是保持不变的，也会随着时间的推移而发生变化，科学家们称之为岁差，即使有其他行星的引力对水星产生了影响，但这并不足以解释所有问题。科学家们此前所预估的太阳质量损失是百分之十亿，超过100亿年。虽然新值比早期预估的略低，这与从月球运动的研究得出的值相比，可以使G的稳定性提高10倍。这项研究表明了，在整个太阳系中，如何测量行星轨道的变化，为未来发现太阳和行星的性质，以及宇宙的基本运作提供了可能性。与此同时，通过使用行星科学方法，从而解决太阳科学中存在的重要问题，并通过不同的角度来观察这种疑问，便可以对我们的太阳和行星之间的相互作用有更深入的了解。