水星轨道与地球轨道的关系及其运动

轨道偏心率极大的水星的近日点距离为4600万千米，远日点距离为7000万千米，平均距离为57 850 000千米(1)。

地球上的我们看到的半明半暗的水星绕太阳转动，并呈现出不同的相位。

水星轨道与地球轨道之间的关系。由于水星轨道的偏心率，地球上的人可以看到，在距角范围内的水星以不同的角度与太阳分离。 orbite de Mercure：水星轨道 Aph é lie：远日点 P é rih élie：近日点 orbite de la Terre：地球轨道

如图所示，站在遥远的地球上，我们可以将水星的整个公转轨道尽收眼底。假如将水星的环绕轨道以某种方式有形化，我们瞧见的会是一个拉长的纺锤形；由于运动，水星在经过的每个位置上呈现出不同的水相，并交替从太阳的一头运转到另一头，仿佛在做永恒的摆动。然而这种景象并不是一成不变的，水星的公转轨道与地球公转轨道面之间有一个7度的倾角。当地球与水星相对于双方轨道平面的交叉点排成一列时，水星在太空中的运动轨迹为一条直线，当它与太阳和地球擦肩而过时，恰好横在太阳前面。上述三个天体的组合运动构成了“水星凌日”现象，每一周期的时间间隔为13年，7年，10年，3年，10年，3年。

水星在太阳的每一侧高速往返。二者之间的邻近关系不仅使水星的轨道路线很短，还使它的公转速度非常快，88天就能绕太阳一周，这就是水星上的一年。然而从地球上看去，水星完整绕太阳一周需要的时间更长。确实如此，沿同一方向运动时，由于水星的速度比地球的速度快得多，水星平均116天与地球会合一次。例如，当水星位于太阳以东的最大离角或距角(2)时，人们在日落时分能观察到它的身影。从此刻开始，水星接近太阳的速度似乎越来越快，在后者的光芒下很快消失，清晨时分它在太阳以西的最大距角重新现身，平均用时44天。随后，人们将会看到水星从这一点再次向太阳靠拢，从太阳背后绕回初始位置，如此循环往复。

太阳附近的水星被天光所遮蔽（水星在十字处）。

水星的视运动以及连续相位图示：左图为傍晚的天空，右图为清晨的天空。

在我们眼中，这仿佛是一场飞快的捉迷藏游戏，因为水星只有足够远离太阳的光辉才易被人类发现，即只有在位于“距角”的短暂时期才能被看见。通常而言，水星的能见度开始于东大距(3)10~17天前，结束于东大距6~7天后；水星在太阳以西时的能见度期限与在太阳以东时相同，只是可观测的时机相反，一个在早上一个在傍晚，因此我们只能在凌晨或黄昏的曙暮光中看见水星。在任一情况下，当水星位于天空中最有利于观察的位置时，尾随太阳或在前领跑的水星至多有2小时15分的时间可以被我们看到。也就是说，对于简单的视觉而言，当人们可以观察到这个耀眼的天体时，它总是相当靠近地平线。当它升到更高点时，这固然满足了天文学家为获得最佳观察质量而要求的条件，但同时太阳也高居天空正中，水星被湮没在被照亮的地球大气的云山雾海里，只有用精确瞄准的天文仪器才能发现它。(www.xing528.com)

现在我们理解了为什么在其同类天体被发现之后，水星方才被辨别出来。另外，由于水星时而出现在傍晚，时而出现在清晨，早期的天文学家认为这是两个天体，然而精通天空科学的古埃及祭司马上认识到它们其实是同一颗。关于它的视运动我们在上文有所解释。

水星在太阳两侧的高速往返必然导致它的能见度时间十分有限，而每次出现在天上的位置使其成为太阳系所有肉眼可见的星球中最不容易被观察的一颗。这一点也解释了为何哥白尼在临终时叹惋一生从未见过水星：哥白尼时代的环境使水星在出现的时候总是被地平线上的昏暗雾气或不合时宜的积云所遮蔽……对天体尤其是水星的观测着实是对耐心的磨炼。

日落时分，水星追随太阳的路线，坠向水平线。

人类终于以肉眼看到在最后几缕暮光之上如恒星般闪亮的水星。

(1)　现测定水星的平均距日距离为57 910 000千米。

(2)　距角指从地球上观察时，行星和太阳间分离的角度。当位于太阳和地球之间的行星（内侧行星）在日落后被观测到，则接近东大距；当内侧行星在日出前被观测到，则接近西大距。

(3)　大距是指地内行星（水星和金星）从地球上看上去离太阳最远的一点。东大距指从地球上看距离太阳最远时水星或金星在太阳东边。大距前后观测地内行星最好。