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以5天为间隔的标示显示出在近日点时有着较大的距离,清楚的显示出比较高的轨道速度。球的大小,与它们和太阳的距离成反比,用来阐释日心距离的变化。到太阳距离的变化,结合行星绕着自转轴的自转轨道共振,造成表面温度复杂的变化。这种共振使得一个水星日的长度是水星的两年,或是大约176个地球日。水星的轨道平面对地球的轨道平面有着7度的倾斜,显示在右图中。水星在前方穿越太阳的凌日,只有在水星穿越黄道平面之际,也位于地球和太阳之间时才会发生。平均下来,大约7年才会发生一次。水星的转轴倾角几乎是零,测量值小于0.027度。这明显的远小于木星,它是转轴倾角第二小的行星,数值为3.1度。这意味着位于水星极点的观测者,太阳中心点的高度永远不会高于地平线上2.1角分。

在水星表面上的某些点,观测者可以看见太阳上升到半途时,会反转回去日落,然后再度日出;在所有的点上,这些都发生在同一个水星日。这是因为在近日点前大约4个地球日时,水星轨道的角速度,几乎与它的自转速度相同,所以太阳的视运动会停滞;在近日点时,水星公转的角速度超过水星自转的角速度。因此,对假设在水星上的观测者,会明显的看到太阳逆行。通过近日点4天之后,在这些点上观测到的太阳视运动又恢复正常了。

水星与地球内合的周期平均是116地球日,但是由于水星轨道的离心率,这个间隔从105日至129日不等。水星与地球的距离可以近到7730万千米,但在公元年之前不会接近至8000万千米以内,公元2679年为8210万千米,公元4487年为8200万千米。从地球可以看见它逆行的时间大约是在内合前后的8-15天,所以会有如此大范围差距变化,完全是因为它有着较大的离心率。

1889年意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利经过多年观测认为水星自转时间和公转时间都是88天。许多年以来,水星被认为是与太阳同步的潮汐锁定,在每一次的轨道公转中都以同一面朝向太阳,就像月球始终以同一面朝向地球。在1965年的雷达观测,美国天文学家才测量出水星自转的精确周期是58.646天,证明水星以3:2的自转轨道共振,每公转太阳二次时也自转三次;而水星轨道的高离心率使得此共振稳定在近日点,太阳的潮汐力最强,太阳也平静的出现于最靠近水星的天空。

起初,天文学家认为它被同步锁定的原因是,当水星在适合观测的位置上时,它几乎总是在3:2共振的相同位置上,因此呈现相同的面貌。这也是因为水星公转周期与地球会合周期一半的巧合,由于水星3:2的自旋轨道共振,一太阳日约176地球日。一恒星日则约59地球日。

模拟的研究显示水星轨道的离心率是混沌的,在数百万年的时间内会因为其它行星的摄动从接近0至超过0.45之间变动。

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