下一个生命探索地

第三节　下一个生命探索地——水星

人类的探测足迹很少涉及这个星球，因为它是太阳系最小的类地行星。由于被太阳的强光遮挡，观测起来十分困难。波兰天文学家哥白尼临终前就曾为一生从未看到过它而遗憾。

水星

它的名字是水星。

从地球上看去，水星和太阳之间的视角距（即两个天体在观测者眼里所张的角度）不超过28°。我国古代把30°叫做“辰”，水星离太阳的视角距不超过一辰，因而我国古代把它称为“辰星”。

代表水星的古罗马天神——墨丘利

公元前3000年，生活在两河流域的苏美尔人已经发现了水星，并给它起名阿布·伊迪姆·古德·乌德（Ubu-idim-gud-ud）。最早对水星观测留下详细记录数据的则是巴比伦人，在记录中，他们称水星为古埃德（gu-ad）或古阿土（gu-utu）。

由于水星离太阳过近，人类从地球上观测它，只能是在晴朗日子里日出和日落两个短暂的时间。同时，水星的公转速度太快，人类观测到的水星在日出和日落时分别位于太阳的两侧。于是人类在早期曾错误地将水星看成两个星球——当它早晨出现在太阳一侧的时候，被古希腊人称为阿波罗；而傍晚水星出现在太阳另一侧的时候，则被称为赫耳墨斯；二者在希腊神话中都是宙斯的儿子。然而，有意思的是，到了后期，古希腊人已经认识到了所谓的阿波罗与赫耳墨斯其实是同一个星体。古希腊哲学家赫拉克利特甚至已经认为，水星和金星是围绕太阳而不是围绕地球公转的。

到了古罗马，人们用他们自己神话中的天神为星球命名。这时，将水星当作两个星体的错误认识已经彻底消除，于是，水星从此就有了一个统一的名字——与希腊神话中的赫耳墨斯相对应的古罗马天神的名字——墨丘利。

墨丘利是一个在众神间传递信息的信使。在很多宗教题材的绘画、木板画和雕塑作品中都能看到墨丘利。如波提切利和达·芬奇的《圣母领报》中，负责告知玛丽娅，她已经身怀“圣子”的报信天神就是墨丘利。而波提切利的另一幅著名代表作《春》中，自然也少不了在天上、人间传递春之讯息的信使——墨丘利的身影。画面中，他神情略带忧伤，举起手中的魔杖正在摘取树上的果子。

不知是古代人类拥有着与大自然浑然一体的大智慧，还是一种误打误撞的巧合。总之，古罗马天神墨丘利与天体水星间竟有着一个最重要的相同点——它们都是“飞毛腿”。

作为信使的墨丘利，天生行动迅捷。不但身上长着一双翅膀，在他的帽子、鞋子甚至魔杖上都有翅膀。而水星的天文学符号——即一个圆形下面一个交叉的短垂线和一个半圆，也正是墨丘利所拿的魔杖的形状。同样的，水星轨道速度为48千米/秒，速度比地球还快18千米，在太阳系的八大行星中是无可匹敌的。水星绕太阳公转一圈的速度也最快，只有88个地球日，还不到地球的3个月，水星就是1年了。不过，水星的“日”很长，水星自转1圈将近58.65个地球日，也就是说水星的1天是地球的近两个月，在水星上的1年里，只能看到两次日出和日落。水星是太阳系中目前唯一已知的公转周期与自转周期共动比率不是1：1的天体。

浮雕上的墨丘利

水星距离太阳最近，只有5790万千米，是日地距离的0.387倍，绕太阳公转轨道的偏心率为0.206，因此其轨道很扁。水星赤道半径约为地球的2/5。水星的密度与地球接近。它的中心可能是一个与月球大小相近的铁镍组成的核心，也有一个磁场，但其强度只是地球的1/100。水星和金星一样没有一颗卫星，因此水星的夜晚是寂寞的，那里没有“月亮”，除了太阳以外，天空中最亮的星是金星。

飞向水星的飞行器

由于难以观测，对水星的认知一直是人类的盲点。1973年11月，由NASA设计制造的第一枚水星探测器——“水手10号”搭乘火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角的空军基地升空。1974年3月，“水手10号”实现了人类与水星的第一次近距离接触。它三次飞过水星上空，在最后一次，它距水星表面仅372千米，拍摄了非常清晰的水星电视图像。从这些图片上，天文学家惊奇地发现，水星表面和月球表面极为相似：大大小小的环形山星罗棋布，既有高山，也有平原，还有令人胆寒的悬崖峭壁。

水星在亿万年前可能发生过火山活动，星面上现在可见几处貌似火山熔岩形成的平原地区，还到处遍布大大小小的陨石坑。水星上有一个巨大的同心圆构造，半径约有1300千米，它位于水星北纬30°、西经195°，由于特别酷热，被命名为“卡路里盆地”。科学家认为它与月球上的“宁静海”盆地非常相似，是在远古时期由小行星的猛烈撞击形成的。水星表面还有100多个具有放射状条纹的坑穴，还有大量三四千米高的断崖，有的长达数百千米。

据统计，水星上的环形山有上千个，这些环形山比月亮上的环形山的坡度平缓些。1976年，国际天文学会聘请一些专家、学者为环形山命名，1987年正式公布了第一批环形山的名字，其中有15个环形山用了中国人的名字。除了中国现代文学巨匠鲁迅外，其他14位都是中国古代文学家和艺术家，包括伯牙、蔡琰、李白、白居易、董源、李清照、姜夔、梁楷、关汉卿、马致远、赵孟、王蒙、朱耷、曹雪芹。

水星表面

令人遗憾的是，“水手10号”只拍摄下了水星的远景和其表面45%的图片，而这个星球另一半究竟是什么样子，对人们来说，依然是个谜。

飞向水星

2004年8月3日，美国“信使”号飞船在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地，由波音公司的“德尔塔2”型火箭送入太空。按照设计，“信使”号将在发射升空6年多后进入环水星轨道，在这一过程中，飞船要绕太阳飞行15圈，其间一次飞经地球，两次飞经金星，2008年和2009年三次飞经水星。在太空遨游79亿千米后，将于2011年3月进入环水星轨道，对水星展开为期至少1年的科学探测。“信使”号的燃料预计2012年或2013年用完，届时它很有可能坠毁到水星表面。

事实上这次探索水星的探测器“信使”号——“MESSENGER”这个名称有着多重含义。首先它是美国宇航局所设立的“水星表面空间环境、地理化学和空间遥测”这个探索项目名称的缩写；同时它也是一个完整的英语单词，与水星的英语单词“MERCURY”同样有着“信使”的含义。

美国“信使”号飞船

对于“信使”号来说，它肩负着揭示六大疑团的使命：

一、水星的密度之谜

水星的体积与月球相似，而其密度则比月球大得多，仅比地球略低，在太阳系内部的类地行星中位居第二。而如果没有行星自身引力对内部的压缩作用，水星的密度将比地球更大。科学家们曾根据其密度推测，水星中有65%是富含铁等金属的内核，这一比例约相当于地球的2倍。“信使”号携带的多种分光计能够测量水星表面的元素构成，有关结果有望用于验证关于水星密度的各种理论。

二、了解水星的地质史

“信使”号上的仪器可拍摄水星整个表面，并分析其表面岩石的矿物和元素构成，科学家们希望能在此基础上确定塑造了水星表面的各种地质过程发生的顺序。

三、研究水星内核结构

“信使”号对水星内核结构的研究，将有助于更好地解释地球这样的类地行星如何产生磁场。四、揭秘水星磁场特性地球磁场会对太阳风和太阳耀斑等太阳活动做出反应，从而产生高度动态的变化。“水手10号”曾发现水星磁场也会有类似动态变化，但该飞船的探测结果未能很好地揭示出水星磁场的特性。“信使”号将利用磁强计等对水星磁场展开长时间的详细观测，进而确定水星磁场强度及其变化规律。

“先驱者10号”

五、水星两极是否有冰

1991年，科学家们首次根据雷达观测图像发现，水星两极环形山内侧具有很强的反射能力，最为普遍的一种看法认为，这些区域存在着冰。“信使”号的任务之一就是检验水星上到底有没有冰。

在水星寻找冰意义重大，这不仅仅是由于行星表面温度极高而且荒芜，更有趣的在于讨论这些冰的来历。水星本身是无法制造冰的，因为它的公转和自转都与地球不同，而且自从这颗行星成形之后，其两极就一直指向不变的方向。因此，科学家们推断冰可能是由彗星携带而来，或者是太阳系早期的遗物，因为处在水星的两极不会被太阳晒，才保留下来。

六、分析独特的水星大气

水星拥有极为稀薄的大气层，水星大气层中已知存在氢、氦、氧、钠、钾和钙6种元素，据来自于各种渠道的报告认为，这些元素通过不同方式进入水星大气层。“信使”号将借助多种分光计研究水星大气层的构成，并确定其中的各种分子究竟通过什么方式而产生。

无论什么样的太空探索，都会伴随着同一个问题：能不能在未知的星球上发现地外生命？水星有可能成为地球之外的生命诞生地吗？

因为没有大气的调节，距离太阳又非常近，在太阳的烘烤下，水星向阳面的温度最高时可达430℃，但背阳面的夜间温度可降到-160℃，昼夜温差近600℃，简直就是一个处于火和冰之间的世界。所以，水星表面凡是太阳能够直射的地方，温度都是高得惊人。假设人类来到水星表面，如果受到保护或是躲在阴凉处，在阳光无法射到的情况下，将感到无比的寒冷，因为那里的温度同太空空间里面是完全一样的。换言之，在温差变化如此悬殊的环境下，绝不可能存在类似人类的生物。

然而近几十年来，人类在地球活火山附近、地表下数千米处和南极区岩石冻结处都发现了生命的痕迹。地球上能维持生命的地理位置的多样性表明，生命能生存在通常被认为极恶劣的环境中。那么，我们也可以说，接近可给生命提供能量的化学反应的任何地方，都可以维持生命。因此，生命有可能广布于宇宙中，包括地球人尚未登陆的水星。

木星和地球

知识链接

由于水星围绕太阳公转的周期是88天(金星围绕太阳公转的周期是225天)，与太阳的距离相对较近，因此与“金星凌日”现象相比，“水星凌日”就要常见得多。大约平均7年就会出现一次。