自帶光環的美麗星球,太陽系第二大行星——土星!

土星古稱鎮星或填星,是太陽系八大行星之一。直徑約119300公里(為地球的9.5倍),是太陽系第二大行星。它與鄰居木星十分相像,表面也是液態氫和氦的海洋,上方同樣覆蓋著厚厚的雲層。土星上狂風肆虐,沿東西方向的風速可超過每小時1600公里。土星上空的雲層就是這些狂風造成的,雲層中含有大量的結晶氨。

自帶光環的美麗星球,太陽系第二大行星——土星!

巨大的土星

土星的自轉週期為10小時30分,比木星稍慢,公轉週期為10759天,一個土星年相當於28.5個地球年

土星因為它美麗的行星環而出名,它也是最早被發現具有光環的行星。土星環首先被伽利略在1610年7月用自制望遠鏡觀察到。在1612年,土星環以側面朝向地球,因此看起來似乎是消失不見,伽利略因此而感到困惑不解。在1613年他又再次看見了環,這使伽利略更加困惑。在1655年,克里斯蒂安·惠更斯觀測到完整的土星環,他使用了一個比在伽利略時代能得到強大得多的望遠鏡。惠更斯觀測土星並寫道:“它(土星)被一個薄且平坦的環環繞著,環與土星沒有接觸,並且相對黃道傾斜。”在1675年,喬凡尼·卡西尼確定土星環由許多較小的環組成,中間並且有縫存在著,其中最明顯的環縫在不久之後被命名為卡西尼縫。卡西尼縫存在於A環和B環之間,寬度有4800 公里。在1859年,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出土星環不可能是固體的,否則將會因為不穩定而碎裂。他認為環是由為數眾多的小顆粒組成的,每個顆粒都獨立地環繞著土星運行。透過光譜學的研究,立克天文臺的詹姆斯·基勒在1895年證實了麥克斯韋的理論。

關於土星環的起源有兩種主要的理論。一種理論是在19世紀提出的起源於洛希極限,認為環原本是土星的一顆衛星,因為軌道的衰減而落入洛希極限的範圍內,因本身不夠緊密而被潮汐力扯碎,這種理論又演變出衛星被小行星或彗星撞擊而瓦解的學說。第二種理論認為它並非來自衛星,而是從形成土星的原星雲中直接形成的。

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美麗的土星環

土星有為數眾多的衛星。精確的數量尚不能確定,所有在環上的大冰塊理論上來說都是衛星,而且要區分出是環上的大顆粒還是小衛星是很困難的。到2009年,已經確認的衛星有61顆,其中52顆已經有了正式的名稱;還有3顆可能是環上塵埃的聚集體而未能確認。許多衛星都非常的小:34顆的直徑小於10 公里,另外13顆的直徑小於50 公里,只有7顆有足夠的質量能夠以自身的重力達到流體靜力平衡。

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土星的眾多衛星

在1980年11月,航海家1號太空船拜訪了土星系統,送回了第一批行星、環和衛星的高分辨率影像,這是第一次人們可以看清土星表面的變化和圍繞著它的各式各樣的衛星。航海家1號執行了近掠土衛六的任務,使人們對這顆衛星大氣層的認識增進了許多。但同時,它也證實了可見光是難以穿透土衛六大氣層的,因此還是未能觀察到土衛六表面的詳情。這次的近掠也改變了太空船的航向,使它的飛行軌道偏離了太陽系的平面。差不多在一年之後的1981年8月,航海家2號繼續對土星系統進行研究,拍攝了更多土星衛星的近距離照片,並且也發現了土星環和大氣發生變化的證據。

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土星探測器

在2004年7月1日,卡西尼-惠更斯號太空船完成SOI(土星軌道切入)的操縱進入了在土星附近環繞的軌道。在SOI之前,它已經廣泛的研究過這個系統。在2004年6月,它首度近距離的飛越土衛九,並送回了高分辨率的影像和數據資料。卡西尼號飛越土星最大的衛星,土衛六,並且用雷達影像獲得了大湖、海岸線以及許多海島和山的影像。在2004年12月25日釋放登陸艇惠更斯號之前,兩度飛越土衛六。惠更斯號在2005年1月14日登陸土衛六的表面,在大氣層中下降的途中和著陸以後送回了大量的數據。在2005年當中,卡西尼號多次飛越土衛六和其它的冰衛星。卡西尼號最後一次飛越土衛六是在2008年3月23日。


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