土星家族

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【美景】土星家族

土星是太陽系八大行星之一，按離太陽由近及遠的次序為第六顆。中國古代稱土星為填星或鎮星。在1781年發現天王星之前，人們曾認為土星是離太陽最遠的行星。在望遠鏡中可以看到土星被一條美麗的光環圍繞。土星還有較多的衛星，到1978年為止，已發現並證實的有10個，以後又陸續有人提出新的發現。土星在很多方面像木星，如它與木星同屬於巨行星，它的體積是地球的745倍,質量是地球的95.18倍。在太陽系九大行星中，土星的大小和質量僅次於木星，占第二位。它像木星一樣被色彩斑斕的雲帶所繚繞，並被較多的衛星所拱衛。它由於快速自轉而呈扁球形。赤道半徑約為60,000公里。土星的平均密度只有0.70克/厘米立方米，是九大行星中密度最小的。如果把它放在水中，它會浮在水面上。土星的大半徑和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在沖日時的亮度可與天空中最亮的恆星相比。由於光環的平面與土星軌道面不重合，而且光環平面在繞日運動中方向保持不變，所以從地球上看，光環的視面積便不固定，從而使土星的視亮度也發生變化。當土星光環有最大視面積時,土星顯得亮一些；當視線正好與光環平面重合時，光環便呈現為一條直線，土星就顯得暗些。二者之間的亮度大約相差3倍。土星繞太陽公轉的軌道半徑約為14億公里，它的軌道是橢圓的。它同太陽的距離在近日點時和在遠日點時相差約1 .5億公里。土星繞太陽公轉的平均速度約為每秒9.64公里，公轉一周約29.5年。土星也有四季，只是每一季的時間要長達7年多，因為離太陽遙遠，既使是夏季也十極其寒冷。土星自轉很快，但不同緯度自轉的速度卻不一樣，這種差別比木星還大。赤道上自轉周期是10小時14分，緯度60度處則變成10小時40分。這就是說在土星赤道上，一個晝夜只有10小時零14分。土星大氣以氫、氦為主，並含有甲烷和其他氣體，大氣中飄浮著由稠密的氨晶體組成的雲。從望遠鏡中看去，這些雲像木星的雲一樣形成相互平行的條紋，但不如木星雲帶那樣鮮艷，只是比木星雲帶規則得多。土星雲帶以金黃色為主，其餘是桔黃色、淡黃色等。土星的表面同木星一樣，也是流體的。它赤道附近的氣流與自轉方向相同，速度可達每秒500米，比木星上的風力要大得多。土星極地附近呈綠色，是整個表面最暗的區域。根據紅外觀測得知，雲頂溫度為-170℃，比木星低50℃。土星表面的溫度約為-140℃。土星表面有時會出現白斑，最著名的白斑是1933年8月發現的，這塊白斑出現在赤道區，呈蛋形，長度達到土星直徑的1/5。以後這個白斑不斷地擴大，幾乎蔓延到整個赤道帶。由於這顆行星表面溫度較低而逃逸速度又大（35.6公里/秒）,使土星保留著幾十億年前它形成時所擁有的全部氫和氦。因此，科學家認為，研究土星目前的成分就等於研究太陽系形成初期的原始成分，這對於了解太陽內部活動及其演化有很大幫助。一般認為土星的化學組成像木星，不過氫的含量較少。土星上的甲烷含量比木星多，而氨的含量則比木星少。

旅行者2號1981年8月拍攝的土星和它的四個衛星，從上到下為土衛一、土衛三、土衛四和土衛五。其中土衛三的影子投射在土星的南半球。

土衛二是土星的第三顆大衛星。在美國行星探測器「旅行者」2號於1981年從這一天體附近飛過以前，人們除知道它的軌道外，其他一無所知。在探測器靠近到87140公里處，發現土衛二有複雜的地質結構。觀測表明，土衛二已經歷了5個不同的演化時期。幾個無環形山區域的年齡不超過1億年。由於這一時段只佔土衛二整個壽命的2%，似乎可以認為它還是一顆仍處於「活動期」的衛星。

土衛三的主要成分是純水冰。它的直徑1060公里，在離土星294660公里處環繞土星運行。土衛三有兩個值得注意的特徵：一是有一條長達整個星球周長四分之三，佔了整個表面5%到10%的大裂縫。據推測，大裂縫是衛星內部的水的凍結膨脹造成的；一是有一個直徑400公里的環形山及內部巨大的中央峰。