水星自轉周期之謎

1889年，意大利天文學家夏帕裏利經過對水星多年觀測後宣布：水星的自轉周期等於它的公轉周期，都是88天；因此，它的一麵總是朝著太陽(類似月球那樣總以一麵朝著地球)，另一麵則永遠背向太陽。長期以來，人們對水星這種運動深信不移。

1965年，美國天文學家戈登·佩廷吉爾和羅·戴斯，借助於世界上迄今最大的射電望遠鏡一位於波多黎各的阿雷西博天文台，成功地觀測了水星的自轉。

這架巨型射電天文望遠鏡，其拋物麵天線直徑為305米，是在波多黎各的一個死火山噴口加以修整的基礎上設置的。佩廷吉爾和戴斯用無線電波測量了水星兩個邊緣反射波間的頻率差，得出水星的自轉周期是58．646天，正好是公轉周期的2／3。他們的觀測結果被以後的光學觀測以及美國20世紀60年代發射的“水手10號”探測結果所證明。從此，徹底推翻了水星自轉周期為88天的錯誤觀點。

科學家們認為，水星的自轉速度原來可能很高，由於太陽潮汐力的作用，其自轉速度才逐漸減慢至目前的狀況，水星自轉周期約為59天可以揭示出這樣一個事實，水星從近日點出發，繞太陽公轉一周(88天)又回到近日點這段時間，水星本身正好自轉了一圈半，換了一個麵朝著太陽。也就是說，水星在繞日運行2圈時，它自轉了3圈。兩種周期的比例為2：3。這種現象，在天體力學上稱為自轉—公轉耦合現象。這種行星動力學演化的結果，為研究太陽係起源和演化提供了一個依據。

新的觀測表明，水星是有晝夜交替現象的。耐人尋味的是，水星上的一“天”(稱為一個水星日)卻長達176“地球天”，即4224小時。水星自轉一周並不等於一晝夜。由上述2：3的兩種周期比例關係，決定了水星88天白晝和88天黑夜的交替更迭。也就是說，水星自轉三周才完成一次晝夜循環。通過天文望遠鏡，人們還可以觀測到水星有類似月相的變化。

水星的直徑為4878千米，質量為3．33×10＼＋＜23＞克，是地球質量的5．58％，平均密度為5．43克/厘米＼＋3，比地球的平均密度略小，而大於其他大行星的平均密度。在過去很長時間裏，人們認為水星是太陽係最小的行星。