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  • 身披巨大圆环的行星——土星

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星 © NASA

    土星是以泰坦萨杜恩,朱庇特的父亲,希腊-罗马众神之王的名字命名的。土星最大的卫星叫泰坦(土卫六)。泰坦(土卫六)之所以出名,是因为它是太阳系中唯一拥有大气的卫星。泰坦(土卫六)上的大气大部分是由像甲烷这样的碳氢化合物组成的。土星最著名的一点就是它巨大的土星环。土星环是由在土星轨道上运行的卫星固定在一个平面上的。土星是在地球上所能看到的最远的行星。通过低功率望远镜可以看到土星环。土星到地球的距离是太阳到地球距离的九倍。土星的一年大概等于29.5个地球年。然而,它的一天却小于11个小时。

    土星的历史

    乔瓦尼·卡西尼是一位意大利天文学家,他发现了土星的第一颗卫星。克里斯蒂安·惠更斯发现了土星最大的卫星。虽然卡西尼最早观测到了土星周围的隆起,但正确地将它们识别为土星环的人是惠更斯。

    土星跟太阳系一样古老。然而,人们认为土星环要年轻的多。土星环上的冰随时间的增长会变的更黑。据估计最年轻的土星环只有1亿年的历史。

    大气

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星大气 © NASA

    土星因其所含的氨气而呈现出黄色的面貌。土星大概有70%左右的氢气,剩余的气体是氦气。它的大气中含有微量的氮、氢、碳和铁。

    木星上有大红斑,土星上也有一些巨大的风暴与其类似,像白色的斑点。

    探针记录到土星上的风速超过一千英里每小时。土星赤道上的风速是最快的。土星的北极有一个六边形的云,这在太阳系中是独一无二的。另一个风暴在土星南极肆虐,尽管它没有北极风暴的六面墙形状。

    土星也有与地球北极光相似的极光现象。其图像由地球上空轨道的哈勃望远镜所捕捉到。

    土星的卫星

    泰坦(土卫六)是太阳系中第二大的卫星,仅次于木星的盖尼米德(木卫三),泰坦(土卫六)甚至比水星还大。瑞亚(土卫五)甚至可能还有它自己的行星环和一个稀薄的大气层,但这需要进一步的研究以证实。恩克拉多斯(土卫二)有一个冰冷的外壳和像欧罗巴(木卫二)一样被潮汐加热的固体内核。恩克拉多斯(土卫二)的冰冻外壳和高温内核之间可能藏有一个液态的海洋。米玛斯(土卫一)造成了土星环上最大的断裂。

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星卫星(部分) © NASA

    随着天文学家获得更好的望远镜,且我们在土星上的探测器继续它们的探索,这个数字将会持续升高。小卫星是土星环内的小天体,而术语“牧羊人之月”指的是土星环之外的的卫星,它们帮助固定土星环。

    土星环

    土星环直径为土星直径的200倍,这使它看起来是如此的壮观。土星环是非常薄的,它们由冰块和一些与大卵石一样大的岩石组成。土星环也包含了相当多数量的小卫星和一些介于卫星和大卵石之间的天体。

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星环 © NASA

    一颗行星上的行星环将会坍缩成一个卫星或者坠向已经存在的卫星。土星上的薄冰环可能会因自然现象而更新。例如,土星E环被认为会被克拉多斯(土卫二)周期性的物质喷射所刷新。克拉多斯(土卫二)从它的“火山”中喷发出冰块,就像岩浆从火山中喷发一样。这个现象要么补充了已有的土星环,要么就创造出新的环。

    土星环按照它们被发现的顺序以字母表上的字母进行命名。A环和B环能从地球上看到。卡西尼环缝是它们之间黑暗、相对空旷的地带。F环,这个最外面的环,有一个辫子型的外观。

    土星环上也有被称为辐条的直线,与土星环上的缝隙不同,这些特征不是由土星上的卫星所造成的。这些结构被认为是土星磁场相互作用的结果,土星磁场强度是地球的580倍。

    土星内部

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星结构 © NASA

    土星上的一年远长于地球上的一年,而土星的自转是非常快的,一天仅有10小时47分钟。这已经通过测量土星核心发射的无线电信号和辐射的变化证实。磁场和土星核心发射的辐射信号被认为是土星液态金属围绕实心旋转的结果,和地球磁场是由于其液态铁核心旋转所导致的一样。

    土星的大气压力是如此之大以致于天文学家认为它有一个行星,内核为岩石,表面上覆盖了一层液态甚至是固态的氢和氦。

    如果你能站在土星表面,你在那的体重几乎和你在地球上的体重是一样的。因为土星密度很低,尽管它的体积很大,其引力只比地球大一点点。土星的密度比水的密度低。

    像其他气态巨行星一样,土星自形成以来一直在降温。土星核心内部的氦气被冷却成一种氢-氦液体。然而,这个由气体转变成液体的过程释放了热量,相变所产生的热量被认为加热了土星大气层且促成了其磁场的产生。

    身披巨大圆环的行星——土星

    先驱者11号 © NASA

    土星已经部署了大量太空探测器。先驱者11号是首个飞过土星的探测器。旅行者1号和旅行者2号也飞过土星。卡西尼-惠更斯号宇宙飞船是美国国家航天局和欧洲航天局的合作项目。

    卡西尼-惠更斯号是首个直接飞向土星的宇宙飞船。自2004年降落至今,卡西尼探测器已经发现15个土星卫星,它们其中还有十个以上仍未被命名。

    在卡西尼号探测器进入土星轨道的同时,惠更斯号探测器降落至土卫六。惠更斯号发来的图片显示了土卫六上的液态碳氢化合物创造了湖泊和溪流。在土卫六的“水圈”里,甲烷和乙烷取代了水,进行蒸发和降雨的过程。

    身披巨大圆环的行星——土星

    土星上的季节

    土星像地球一样也有轴倾角,地球的轴倾角大致是23°,土星的是27°。冬季的半球呈现蓝色。土星环与土星一起倾斜。在土星的春分期间,土星环相对于地球是侧着的。对土卫六的持续观测表明,土卫六的“湖区”有几个碳氢化合物湖,随着土星季节的变化,这些湖有所增大和缩小,但并没有完全消失。然而,土星上的夏天对我们而言依旧寒冷。惠更斯号探测器记录到泰坦的表面温度为-290℉。

    参考资料

    1.WJ百科全书

    2.天文学名词

    3. thetimenow-再来一碗

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