上文对解释水星运动的发展历程的描述对于更好描述此处看到的环境是非常必要的。
在适合观察的短暂时间里,水星展示出不同的外貌。确实,水星的运动使得它与地球之间的距离不断变化。回看本章第一幅凸显水星光照相位机制的插图,我们将察觉到,水星在轨道上或近或远的位置使得水星视直径的变化与我们眼中的这些太空中的水相相符。
当我们看到的水星如同满月前后的月亮、几乎从正面被照亮时,它非常遥远,相对于地球位于太阳的背面;而当我们看到的水星呈月牙状时,它相对位于地球附近,距离我们最近时恰从地球与太阳之间穿过。考虑到与这两个行星轨道关系相关的条件,水地之间的距离变化就像水星的视直径在4.7角秒~12.9角秒之间摆动一样。这些数字如果表示在2到3倍之间变化的视直径的大小,从天体观察的角度而言,强调它们所对应的东西并不是没有意义的。此外,对于不熟悉观察天空的人而言,这里还存在一个应深入理解的问题:物体或行星圆盘的视直径用角度值来表示,角度值以度、角分、角秒或角秒的十分制小数为单位。肉眼观察到的太阳和月球不管真实比例如何,由于二者距地距离差异悬殊,在人类眼中都平均张了半度多的角,确切地说,太阳的视直径为32角分2角秒,月球的视直径为31角分7角秒。各大行星呈现出的圆盘都非常小,一般均不足1角分,于是人类用角秒来表示它们的视直径。如果我们以角秒为单位,太阳和月球的平均视直径将不再是上面这两个数字,前者的平均视直径为1922角秒,后者为1867角秒。如此一来,人们会认识到,视直径只有5角秒的水星圆盘是多么渺小。当水星离我们更近时,我们会看到一个8角秒~9角秒的月牙状水星;当水星处在太阳与地球之间时,这颗暗下来的星球的视直径达到最大值12角秒9。
左图为水星在东大距时的外貌特征(傍晚),右图为水星在西大距时的外貌特征(早晨)。
水星视直径的变化比例
对水星可见表面的研究相当于观察一个比肉眼中的月球小250倍的图像。我们有必要稍微展开这一问题,以便更好地理解行星显现出来的大小以及对它们详尽研究的可深入性。
水星被形容为“刺头”是非常合理的,它不仅吝惜于让人看到,而且在现身的那段时间里至多展露了笼统的特征,而非更精确、更宝贵的细节。然而,这些通过耐心积累得来的知识加上现代科学物理方法提供的数据与比较却使我们能够了解水星的性质,并估计它与地球之间的不同。