第二十八章水星自转周期之谜   1889年,意大利天文学家夏帕里利经过对水星多年观测后宣布:水星的自转周期等于它的公转周期,都是88天;因此,它的一面总是朝着太阳(类似月球那样总以一面朝着地球),另一面则永远背向太阳。长期以来,人们对水星这种运动深信不疑。   1965年,美国天文学家戈登·佩廷吉尔和罗·戴斯,借助于世界上迄今最大的射电望远镜——位于波多黎各的阿雷西博天文台,成功地观测了水星的自转。   这架巨型射电天文望远镜,其抛物面天线直径为305米,是在波多黎各的一个死火山喷口加以修整的基础上设置的。佩廷吉尔和戴斯用无线电波测量了水星两个边缘反射波间的频率差,得出水星的自转周期是58.646天,正好是公转周期的2/3。他们的观测结果被以后的光学观测以及美国20世纪60年代发射的“水手10号”探测结果所证明。从此,彻底推翻了水星自转周期为88天的错误观点。   科学家们认为,水星的自转速度原来可能很高,由于太阳潮汐力的作用,其自转速度才逐渐减慢至目前的状况,水星自转周期约为59天,可以揭示出这样一个事实,水星从近日点出发,绕太阳公转一周(88天)又回到近日点这段时间,水星本身正好自转了一圈半,换了一个面朝着太阳。也就是说,水星在绕日运行2圈时,它自转了3圈。两种周期的比例为2∶3。这种现象,在天体力学上称为自转-公转耦合现象。这种行星动力学演化的结果,为研究太阳系起源和演化提供了一个依据。   新的观测表明,水星是有昼夜交替现象的。耐人寻味的是水星上的一“天”(称为一个水星日)却长达176“地球天”,即4224小时。水星自转一周并不等于一昼夜。由上述2:3的两种周期比例关系,决定了水星88天白昼和88天黑夜的交替更迭。也就是说,水星自转三周才完成一次昼夜循环。通过天文望远镜,人们还可以观测到水星有类似月相的变化。水星的直径为4878千米,质量为3.33×1023克,是地球质量的5.58%,平均密度为5.43克/立方厘米,比地球的平均密度略小,而大于其他大行星的平均密度。在过去很长时间里,人们认为水星是太阳系最小的行星。

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