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從上一節(jié)的介紹中，我們了解了太陽系八大行星之一的“木星”，也就是我們地球的一個“個大體重”的大鄰居。接下來，讓我們一起了解下地球的另一個帶著“光環(huán)”的遠(yuǎn)鄰——“土星”吧……
土 星
一、土星在太陽系中的地位與特征
土星，英文名稱Saturn，是太陽系“八大行星”中距離太陽由近至遠(yuǎn)的第六顆行星，土星最明顯的特征是帶著閃耀的“光環(huán)”。在體積大小上，僅次于木星，在太陽系中排第二。上一節(jié)也提到，土星、木星、天王星、海王星同屬類木行星，也稱為氣體行星，這說明土星和木星一樣，也是一個巨型氣體行星。
土星在歐洲古代稱之為“克洛諾斯星”，并以羅馬神的農(nóng)神“薩杜恩”來命名。而在古代中國，則稱之為“鎮(zhèn)星”或“填星”。
土星以平均每秒9.64公里的速度斜著身子繞太陽公轉(zhuǎn)，其軌道半徑約為14億公里，公轉(zhuǎn)速度較慢，繞太陽一周需29.53216地球年?？墒撬淖赞D(zhuǎn)速度很快，自轉(zhuǎn)周期為10.546小時。由于快速自轉(zhuǎn)，使得它的形狀壓迫變扁，是太陽系行星中形狀最扁的一個。
土星質(zhì)量為地球的95.159倍，約為5.6836×10^26千克。土星的體積是地球的763.59倍，平均半徑約是地球的9倍，但平均密度僅是地球的八分之一，僅有0.687克/立方厘米，比水還輕。
這就是土星和地球的大小比較圖。（土星和地球兩者體積相差763.59倍）
土星最迷人的特征就是有一個明顯的行星環(huán)，稱為“土星環(huán)或土星光環(huán)”（當(dāng)然木星也有，但不如木星明顯），這個土星光環(huán)，被人們贊譽為“指環(huán)王”一點也不為過。土星環(huán)可以在地面通過天文望遠(yuǎn)鏡直接觀測到，土星整體外表猶如一頂“草帽”，而土星環(huán)好像很寬的“帽沿”，使得它成為群星中最美麗的一顆，令天文愛好者們贊嘆不已。
土星共有9條環(huán)帶，環(huán)中有不計其數(shù)的小顆粒，其大小從微米到米都有，軌道成叢集的繞著土星運轉(zhuǎn)。據(jù)探測，土星環(huán)的主要成分是冰的微粒和較少數(shù)的巖石殘骸以及塵土構(gòu)成的。
這些組圖是土星及其星環(huán)，由“卡西尼”號拍攝，拍攝時距土星大約100至200萬公里之間。
土星光環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，千姿百態(tài)。光環(huán)環(huán)環(huán)相套，以至成千上萬個，看上去更像一張碩大無比的密紋唱片上那一圈圈的螺旋紋路。所有的環(huán)都由大小不等的碎塊顆粒組成，大小相差懸殊，大的可達(dá)幾十米，小的不過幾厘米或者更微小。它們外包一層冰殼，由于太陽光的照射，而形成了動人的明亮光環(huán)。
迷人的土星環(huán)，圖片源自NASA和維基百科。
土星環(huán)分成幾個不同的部分，最明亮、最寬闊的是A環(huán)和B環(huán)，較暗的是C環(huán)。光環(huán)的各部分之間有明顯的裂縫，最大裂縫的是A環(huán)和B環(huán)間的卡西尼（Cassini）裂縫，它是由Giovanni Cassini 在1657年發(fā)現(xiàn)的。A環(huán)內(nèi)的恩克（Encke）環(huán)縫則是由Johann Encke于1837年發(fā)現(xiàn)的。人們還發(fā)現(xiàn)較寬的光環(huán)其實是由許多狹窄的小環(huán)組成的。
土星的衛(wèi)星真不少，目前已經(jīng)確認(rèn)的衛(wèi)星有62顆。在數(shù)量上，僅次于它的左鄰“木星”（上一節(jié)我們的介紹中已經(jīng)知道，木星目前已經(jīng)確認(rèn)的衛(wèi)星數(shù)量有68顆，是已知太陽系行星中衛(wèi)星最多的一個行星）
土星的衛(wèi)星形態(tài)各種各樣，按與土星距離由近及遠(yuǎn)排列為：土衛(wèi)十、土衛(wèi)一、土衛(wèi)二、土衛(wèi)三、土衛(wèi)四、土衛(wèi)五、土衛(wèi)六、土衛(wèi)七、土衛(wèi)八、土衛(wèi)九。其中最著名的當(dāng)屬——“土衛(wèi)六”泰坦（Titan）了。
這是美國“卡西尼”號太空探測器拍到的土衛(wèi)五和土衛(wèi)六照片。
土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系中第二大的衛(wèi)星，半徑為2575千米，比我們上節(jié)介紹的太陽系最大的衛(wèi)星——木星的木衛(wèi)三小一些，木衛(wèi)三半徑為2632千米。
土衛(wèi)六也是太陽系中唯一已知有云和稠密大氣的衛(wèi)星。荷蘭科學(xué)家惠更斯于1655年發(fā)現(xiàn)。它在一條橢圓形軌道上繞土星運行，公轉(zhuǎn)周期差不多相當(dāng)?shù)厍?6天。土衛(wèi)六被包裹在一層深紅色的云霧內(nèi)，其上有一層凝結(jié)甲烷的濃密云層?，F(xiàn)在我們知道，它的大氣的主要成分是甲烷、乙烷、乙炔（還可能有氮）等組成的，大氣壓在0.1到1個地球大氣壓之間。土衛(wèi)六表面可能是冰，溫度約125K。
這是美國“卡西尼”號太空探測器拍到的土衛(wèi)六照片，其上的大氣層使得土衛(wèi)六像一個模糊的桔紅色的氣球。
一些證據(jù)顯示，土衛(wèi)六球體表面大部分為一片廣大的液態(tài)甲烷和乙烷構(gòu)成的海洋所覆蓋，并出現(xiàn)分布很廣的液態(tài)甲烷和乙烷形成的河流。
這是由美國宇航局“卡西尼號”探測飛船拍攝的土衛(wèi)六圖像，從圖上可看到土衛(wèi)六上面有大量的“湖泊群”存在。
這是土衛(wèi)六上（左側(cè)）極地云層（甲烷）和地球上（右側(cè)）極地云（水和水冰）比較圖。
小調(diào)查，土衛(wèi)六這樣的大氣環(huán)境，是不是有生命的存在？
這是美國“卡西尼”號太空探測器拍攝的土衛(wèi)六系列圖經(jīng)過特殊效果制作而成的合成圖。
土衛(wèi)六的整體合成圖，關(guān)于土衛(wèi)六的詳細(xì)介紹，我們在以后的章節(jié)中再細(xì)說吧。
這是根據(jù)“卡西尼”號拍攝的照片合成的土衛(wèi)五（Rhea）的圖像。
這是美國“旅行者1號”1980年11月拍攝的圖像合成的土星及其衛(wèi)星（土衛(wèi)四Dione、土衛(wèi)三Tethys、土衛(wèi)一Mimas、土衛(wèi)二Enceladus、土衛(wèi)五Rhea、土衛(wèi)六Titan）的蒙太奇照，土衛(wèi)八Iapetus未在圖中顯示。
這是美國“卡西尼”號以獨特視角拍攝到的土星和地球月亮之間的圖像。
這是美國“卡西尼”號以獨特視角拍攝到的土星日食太陽的圖像，土星環(huán)清晰可見。
下面，我們再認(rèn)識一下土星的其它特征吧。
土星主要由氫組成，還有少量的氦與微量元素。內(nèi)部的核心包括巖石和冰，外圍由數(shù)層金屬氫和氣體包裹著。最外層的大氣層在外觀上通常情況下都是平淡的，雖然有時會有長時間存在的特征出現(xiàn)。土星的風(fēng)速高達(dá)1800公里/時，明顯的比木星上的風(fēng)速快。土星的行星磁場強度介于地球和更強的木星之間。
對于擁有耀眼光芒的土星環(huán)的土星，天文愛好都爭相目睹最美麗的奇觀——“土星沖日”。土星沖日是指土星、地球、太陽三者依次排成一條直線，也就是土星與太陽黃經(jīng)相差180度的現(xiàn)象，天文學(xué)上稱為“土星沖日”。沖日前后土星距離地球最近，也最明亮。據(jù)介紹，這種天文現(xiàn)象每隔378天便會出現(xiàn)一次。
二、探測過程
1973年4月，美國“先驅(qū)者11號”太空探測器發(fā)射，1979年9月1日飛臨土星，“先驅(qū)者11號”發(fā)現(xiàn)，土星有一個由電離氫構(gòu)成的廣延電離層，其高層溫度約為977℃。觀測結(jié)果表明，土星極區(qū)有極光。
土星北極極光
旅行者號探測器是1977年美國發(fā)射的兩顆行星探測器。兩顆探測器原來名稱為“水手計劃”的“水手11號”和“水手12號”?！奥眯姓?號”和“旅行者1號”分別于1977年8月20日和9月5日發(fā)射升空。這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行，擔(dān)負(fù)探測太陽系外圍行星的任務(wù)。科學(xué)家們在研究“旅行者”2號發(fā)回的土星照片時，發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：在土星的北極上空有個六角形的云團(tuán)。這個云團(tuán)以北極點為中心，并按照土星自轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。
土星北極六角形云團(tuán)合成圖
卡西尼號(Cassini)，是卡西尼—惠更斯號的一個組成部分。它是美國航空航天局、歐洲航天局和意大利航天局的一個合作項目，主要任務(wù)是對土星系進(jìn)行空間探測。其任務(wù)是環(huán)繞土星飛行，對土星及其大氣、光環(huán)、衛(wèi)星和磁場進(jìn)行深入考察。在經(jīng)過6年8個月、35億千米的漫長太空旅行之后，于北京時間2004年7月1日12時12分按計劃順利進(jìn)入環(huán)繞土星轉(zhuǎn)動的軌道，開始對土星大氣、光環(huán)和衛(wèi)星進(jìn)行歷時4年的科學(xué)考察。“卡西尼號”近距離地縱覽了土星全貌，對土星和它眾多的衛(wèi)星進(jìn)行了全面的考察，我們目前所看到的大部分近距離土星及其衛(wèi)星的圖像，大部分是卡西尼號的功勞。
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