土星揭秘

□ 劉春曉 聞 新

土星光環(huán)為什么會消失？

如果用望遠(yuǎn)鏡觀察土星光環(huán)，有時你會驚訝地發(fā)現(xiàn)：土星光環(huán)失蹤了。

伽利略是最早用望遠(yuǎn)鏡觀察到土星附近物體的人，但他不清楚土星附近的物質(zhì)是什么，他認(rèn)為可能是“土星的衛(wèi)星”。一天晚上，他突然發(fā)現(xiàn)“土星的衛(wèi)星”消失了，并記錄了這一現(xiàn)象，但沒有解釋這一現(xiàn)象。

今天，科學(xué)家認(rèn)為伽利略當(dāng)時看到的是土星光環(huán)的兩端。土星光環(huán)與土星赤道面是平行的，站在地球上能看到土星光環(huán)朝向陽光的一面；當(dāng)土星運(yùn)行到不同的位置時，我們的視線與土星光環(huán)平面所構(gòu)成的角度是不同的，每隔14年，土星光環(huán)的正側(cè)面朝向地球一次，這時，我們只能看見光環(huán)的邊緣。土星光環(huán)雖然很寬，但它的最大厚度卻只有十幾千米，土星離地球十分遙遠(yuǎn)，利用最好的天文望遠(yuǎn)鏡，也看不清楚土星光環(huán)的邊緣。所以，土星光環(huán)的消失，是由于觀察角度不同所造成的結(jié)果。

土星的光環(huán)的消失現(xiàn)象

人類為土星探測發(fā)射了多少顆航天器？

“卡西尼”號探測器在接近土星及其光環(huán)

上世紀(jì)70年代，為了探測土星，美國先后發(fā)射了3顆無人探測器。“先驅(qū)者”11號于1979年9月接近土星，拍照了最詳細(xì)的土星照片。“旅行者”1號和“旅行者”2號兩顆孿生航天器，分別于1980年和1981年飛經(jīng)土星，“旅行者”2號發(fā)回了一些迷人的土星照片，包括土星光環(huán)照片以及土星衛(wèi)星照片。

美國和歐洲聯(lián)合研制的“卡西尼/惠更斯”號探測器于1997年發(fā)射，2004年接近土星，并開始探測土星及其衛(wèi)星。探測器上攜帶的惠更斯探測器是專門為探測土衛(wèi)六研制的。

土星有多少顆衛(wèi)星？

2005年“卡西尼”號探測器拍攝的被冰覆蓋的土衛(wèi)二

地球只有月亮這一顆天然衛(wèi)星，對于土星而然，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少56顆衛(wèi)星，另外，土星還有至少幾十億顆直徑約100米左右的微小衛(wèi)星，這些微小衛(wèi)星運(yùn)行在土星光環(huán)的軌道上。

土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星，它的直徑大約為5150千米，相比之下，月亮直徑僅為3475千米。

土衛(wèi)二雖然只是土星第6大衛(wèi)星，但是由于表面覆蓋著冰，幾乎將接受到的光線全部反射出去，成為太陽系最亮的星體。2005年，“卡西尼”號探測器發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二周圍有一層稀薄的大氣層，在此之前，只知道土衛(wèi)六是土星衛(wèi)星中唯一具有大氣層的衛(wèi)星。

土衛(wèi)六有什么特殊性？

具有稠密大氣層的土星六

土衛(wèi)六（左下）、地球（右）和月亮（左上）的比較

土衛(wèi)六由荷蘭天文學(xué)家惠更斯于1655年3月25日發(fā)現(xiàn)，在太陽系中，土衛(wèi)六排在木衛(wèi)三后面，是第二大的衛(wèi)星。土衛(wèi)六的體積比冥王星和水星大得多。

不同于太陽系中其它的衛(wèi)星，土衛(wèi)六具有較厚的稠密大氣層，比地球的大氣層還要稠密。從地球上看，土衛(wèi)六好像被煙霧遮蓋著，呈現(xiàn)朦朧的淡紅色。這些朦朧的煙霧是由氮和甲烷組成。科學(xué)家認(rèn)為土衛(wèi)六的大氣層類似于幾十億年前地球的大氣層。

2005年，“卡西尼”號飛行器攜帶的惠更斯探測器成功著陸土衛(wèi)六，人類第一次發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)六的表面這么喧鬧，稠密的大氣層中狂風(fēng)呼嘯。

土星如何運(yùn)轉(zhuǎn)？

2011年4月3日土星沖日現(xiàn)象

土星是以橢圓軌道繞太陽運(yùn)行的，它與太陽的最近距離大約為13.5億千米，平均距離是14億千米。土星公轉(zhuǎn)周期（土星年）相當(dāng)于29.5年，每隔378天會出現(xiàn)一次土星沖日現(xiàn)象。土星沖日是指土星、地球、太陽三者依次排成一條直線，沖日時土星距離地球最近，也最明亮。

土星的自轉(zhuǎn)非常快，土星繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周是10小時39分鐘。另外，太陽系的行星繞其自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)得越快，赤道膨脹得越大，所以土星赤道的膨脹比地球赤道的膨脹要大。

土星及其衛(wèi)星上有生命嗎？

“卡西尼”號發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二上存在液態(tài)水

土星上的環(huán)境對生命是不友好的，由于極端的溫度情況和沒有氧氣，在它上面不可能存在任何生命。雖然，我們并不太了解土星的內(nèi)部，但是從目前觀察數(shù)據(jù)分析，其表面很難支持生命物質(zhì)的存在。

土衛(wèi)六的大氣層環(huán)境類似于地球，也許適合復(fù)雜的有機(jī)分子存在，但目前還沒有得到證明。

2006年，“卡西尼”號探測器發(fā)現(xiàn)在土衛(wèi)二上存在液態(tài)水。有生命需要的水和大氣層，土衛(wèi)二上也有可能支持生命存在。

下期預(yù)告：

隨著星際探測器的發(fā)射，人類正不斷地揭示出木星的許多奧秘。早在 “先驅(qū)者”11號探測器訪問木星時，就曾在距離木星13萬千米的地方發(fā)現(xiàn)了高能帶電粒子的吸收特征, “旅行者” 1號和“旅行者”2號探測器，經(jīng)過一年多的長途跋涉，穿過木星赤道面，在距離木星120萬千米的地方拍到了木星環(huán)的照片。下期名為“太陽系最大的行星”，主要圍繞著木星在哪里、木星體積和質(zhì)量、木星周圍的衛(wèi)星和木星表面給人類帶來的疑惑等問題進(jìn)行介紹和討論，幫助讀者了解和認(rèn)識木星。