《水星》是一部引進(jìn)天文學(xué)科普著作。該書回顧了人類對(duì)水星觀測(cè)研究的歷史,講述了為此做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家的故事,展現(xiàn)了天文觀測(cè)設(shè)備(從望遠(yuǎn)鏡目測(cè)到太空探測(cè)器零距離觀測(cè))的發(fā)展演進(jìn),啟發(fā)讀者對(duì)星空的認(rèn)知和想象,沿著前輩科學(xué)家的探索之路繼續(xù)探索未知的世界,是一本向讀者普及水星及其相關(guān)天文知識(shí)的科學(xué)通俗讀物。
★數(shù)百年人類水星探索史,記錄數(shù)代科學(xué)家鍥而不舍的探索之路。
★水星零距離,解鎖諸多謎團(tuán):水星是月球的雙胞胎嗎?水星上有水嗎?水星的軌道偏心率極高,為何對(duì)太陽(yáng)不離不棄……
★水星的異常進(jìn)動(dòng),見證從牛頓力學(xué)到愛因斯坦廣義相對(duì)論的科學(xué)革命。
★全面的水星科普書,系統(tǒng)介紹水星的發(fā)現(xiàn)、運(yùn)行規(guī)律、基本特征及其與太陽(yáng)、地球甚至與其他行星的關(guān)系,其中交織著科學(xué)家們的故事、天文觀測(cè)設(shè)備的發(fā)展演進(jìn)等。
★水星就像一個(gè)閃爍的哨兵,不僅要盡職盡責(zé)地駐守在太陽(yáng)系的內(nèi)側(cè)邊疆,還要抓緊日出前和日落后那短暫的一瞬,向地球送上友好的致意。
★文筆幽默明快、故事真實(shí)有趣、圖片精美寫實(shí),四色彩印、裝幀考究、印制精良。
自古以來(lái),水星就是為眾人所熟知的五大行星之一,而且一直以來(lái)都以難以觀測(cè)而著稱。傳說(shuō)即便是哥白尼也無(wú)法認(rèn)出它來(lái)。事實(shí)上,水星可以變得和木星一樣明亮,水星大距時(shí),在天空中就很容易脫穎而出。在北半球地區(qū),水星的觀測(cè)時(shí)機(jī)是在春天的傍晚,以及秋天的黎明。
由于水星的體積較小(直徑僅比月球大了不到一半), 其表面反射的光經(jīng)過(guò)地球濃厚大氣層的折射后,才能進(jìn)入人的眼睛,所以用肉眼來(lái)看,水星經(jīng)常閃爍不已。使用望遠(yuǎn)鏡通常只能觀測(cè)到水星的相位遮擋圖像,這與我們熟悉的月相效果類似。這通常是內(nèi)行星的特征,因?yàn)閮?nèi)行星比地球更靠近太陽(yáng)。歷史上對(duì)水星的研究,在19世紀(jì)80年代出現(xiàn)了突破。當(dāng)時(shí)偉大的意大利天文學(xué)家喬凡尼·斯基亞帕雷利(18351910)證明了在白天觀測(cè)水星的可行性,他繪制了一張水星的表面圖,并認(rèn)為自己已經(jīng)計(jì)算出了自轉(zhuǎn)周期,即與公轉(zhuǎn)周期相同,都是88天。
斯基亞帕雷利有著眾多的支持者,當(dāng)中甚至包括了技藝精湛的著名希臘-法國(guó)天文學(xué)家歐仁·米歇爾·安東尼亞第(18701944)。但是我們現(xiàn)在可以肯定,包括水星的自轉(zhuǎn)周期在內(nèi),在20世紀(jì)60年代以前人們對(duì)于水星的了解和認(rèn)知,大都是錯(cuò)誤的。這當(dāng)然與早期研究者們的學(xué)術(shù)水平和研究精神無(wú)關(guān),主要是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)的局限條件下,他們犯了一些錯(cuò)。顯然他們也不應(yīng)為此受到苛責(zé),在科技不發(fā)達(dá)的情況下,觀測(cè)研究一個(gè)比火星和月球還要遙遠(yuǎn)的小個(gè)子行星, 這其中充滿了困難和挑戰(zhàn)。
直到20世紀(jì)60年代,射電望遠(yuǎn)鏡開始用來(lái)觀測(cè)水星,這才開始了我們對(duì)這顆行星的現(xiàn)代認(rèn)知。我們發(fā)現(xiàn)水星的自轉(zhuǎn)周期其實(shí)是58.65天,正好是其公轉(zhuǎn)周期的三分之二。這種情況被稱為自旋軌道耦合,在太陽(yáng)系中,還是獨(dú)一份。通過(guò)射電望遠(yuǎn)鏡,我們還有另一個(gè)出乎意料的發(fā)現(xiàn):水星南北兩極附近常年被陰影所籠罩,在這里的隕石坑中,存在著明亮的物質(zhì)水凝結(jié)成的冰。
當(dāng)然,想要了解水星的更多細(xì)節(jié),需要等待宇宙飛船時(shí)代的到來(lái)。水手10號(hào)就向前邁出了巨大的一步,1974 1975年,它完成了對(duì)水星的三次飛掠。之后便是很長(zhǎng)一段時(shí)間的停頓。終,信使號(hào)水星探測(cè)器成功發(fā)射,在圍繞水星運(yùn)行的20112015年間,它成功地完成了對(duì)水星的表面、空間環(huán)境、地球化學(xué),以及測(cè)距等一系列的探測(cè)任務(wù)。另一個(gè)水星探測(cè)器貝皮科倫布號(hào)是歐洲航天局和日本的聯(lián)合項(xiàng)目,計(jì)劃于2018年發(fā)射,預(yù)計(jì)在2025年抵達(dá)水星(譯者注:貝皮科倫布號(hào)探測(cè)器已于2018年10月20日成功發(fā)射)。
盡管現(xiàn)在我們對(duì)水星有了很多了解,但仍有很多謎團(tuán)。起碼,我們已知它的內(nèi)核是太陽(yáng)系中所有天體中含鐵量的;但對(duì)于這一事實(shí),目前還無(wú)法合理解釋。所以,盡管水星的英文名字與汞同名,但它實(shí)際上是一顆鐵行星。毫無(wú)疑問(wèn),在對(duì)水星的起源和早期演化進(jìn)行整體的研究后,關(guān)于水星的這些獨(dú)特特征,我們一定會(huì)得出合理的結(jié)論。
作者:威廉·希恩(William Sheehan),美國(guó)著名的天文歷史學(xué)家、作家和業(yè)余天文學(xué)家,多年來(lái)一直從事土星、木星等行星的觀測(cè)研究。出版有《土星》《木星》《水星》《行星與感知》《發(fā)現(xiàn)冥王星》等天文學(xué)作品。16037號(hào)小行星就是以Sheehan的名字命名的。
譯者:盧瑜,副研究員,畢業(yè)于北京師范大學(xué)天文學(xué)系,目前就職于北京天文館,任《天文愛好者》編輯部主任,長(zhǎng)期從事公眾天文教育方案設(shè)計(jì)、活動(dòng)策劃、科普文章撰寫等工作。出版圖書有《小行星會(huì)撞地球嗎?》《到太陽(yáng)系去旅行》《熊&孩子的星座故事書》《中國(guó)兒童視聽百科·飛向太空》等,代表作品有球幕影片《迷離的星際》。
章 閃爍的行星 1
第二章 水星的運(yùn)動(dòng) 5
第三章 望遠(yuǎn)鏡的助力 21
第四章 自轉(zhuǎn) 33
第五章 水星零距離 78
第六章 祝融星 123