绕着它旋转,就象一个小家族。近几年随着观测技术的不断提高,大行星卫星的数量急剧攀升,目前已现的土星卫星就已经过了6o颗。土星卫星的形态各种各样,五花八门,使天文学家们对它们产生了极大的兴趣。最著名的“土卫六”上有大气,是目前现的太阳系卫星中,唯一有大气存在的卫星。
土星的卫星至少有18个,其中9个是19oo年以前现的。土卫一到土卫十按距离土星由近到远排列为:土卫十、土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八、土卫九。土卫十离土星的距离只有159,5oo公里,仅为土星赤道半径的2.66倍,已接近洛希极限。这些卫星在土星赤道平面附近以近圆轨道绕土星转动。
土星有为数众多的卫星。精确的数量尚不能确定,所有在环上的大冰块理论上来说都是卫星,而且要区分出是环上的大颗粒还是小卫星是很困难的。到2oo9年,已经确认的卫星有62颗,其中52颗已经有了正式的名称;还有3颗可能是环上尘埃的聚集体而未能确认。许多卫星都非常的小:34颗的直径小于1o公里,另外13颗的直径小于5o公里,祇有7颗有足够的质量能够以自身的重力达到流体静力平衡,它们与地球的卫星——月球的比较表见下方。
198o年,当旅行者号探测器飞过土星时,在原有的九颗卫星(土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八和土卫九)基础上,又现了八颗新的卫星。但是很难说土星究竟有多少卫星。一些组成土星光环的较大的粒子实际上也许就是小卫星。土星在太阳系中拥有的卫星最多。跟木星卫星不一样,土星卫星不能简单地以成分和密度来归类划分。"旅行者号"所现的卫星显示出复杂多样的特征。
土卫四和土卫五的某些地域非常坑坑洼洼,另一些地方则平坦得多。表面的白色条状表明在这两颗卫星上曾经有水冒出。土星众多卫星中,最令我们感兴趣的是土卫六--太阳系中最大的卫星之一。"旅行者号"的科学家惊奇地现,它有一层厚厚的~大气层~--密度比地球大气层高百分之六十。土卫六非常寒冷,表面温度约为零下15oc。在这样的温度条件下,甲烷以气态、液态、固态三种状态同时存在。行星学家克拉克·查普曼这样说道:"土卫六上的甲烷可能会象地球上oc的水。""穿过北极的淤泥地带,可隐约见到土卫六的表面景观……由甲烷和氨冰块组成的岩石大多数被埋在一种粘性的油层之下。长时期内来自柏油烟雾的微小尘埃粒子不断聚集……土卫六浓稠的液态甲烷与海洋被甲烷冰雾令人窒息的雾霭所遮挡。"极小的土卫一有一个创痕,那是太阳系中最明显的创痕之一。一个巨大的~陨石坑~显示出它曾受过一次几乎将其一分为二的重创。重创之下的这个巨大陨石坑直径约为整个星球的三分之一。它的表面是如此的坑坑洼洼,使得冰层被切成了片片碎块。在它的表面上行走,宛如走在一个巨大的雪锥之上。
土卫二有一个断层系统以及从未受过陨石冲击的大区域。陆潮受热可能在重建表面的过程中挥了重大作用。这种活动似乎就生在最近,这也可以用来解释它的表面为何光彩夺目。土卫二几乎反射所有的光线,其冰冻的表面可能会被来自内部的水不断覆盖。
土卫八一侧很亮,另一侧很暗。亮的那侧能将大约一半照射到的光反射出去,而另一侧几乎一片黑暗。黑色物质里可能包含着有机碳--生命必需的组成成分之一。
土卫七看上去象是较大物体的一个碎块。它不规则的形状和极度坑坑洼洼的表面使它看似一个稍大的小行星。这颗卫星的碎片现在可能已进入了土星光环。
土卫三也是从明显的宇宙暴力之中幸存下来的。一条巨大的沟壑从卫星的一端伸展到另一端。这个长狭谷看起来是由内部力量而引起的。它内部凝固和膨胀的压力使其表面产生裂缝。科学家们无法解释一个至少百分之八十由水冰组成的卫星是如何经受住这样的地质活动的。
“旅行者号”探测器的探索结果使人们深信那曾经支配了土星早期历史的猛力作用。土星卫星看起来象是无尽爆炸袭击的幸存者。它们明亮的冰封表面受到了无数陨石的创伤。但是这些卫星中有一个与早期的地球非常相似。也许某一天,有着浓厚大气层的土卫六能够进化出顽强的生命。
卫星距离
(千米)半径
(千米)质量
(千克)现者现日期
土卫十八134ooo1o?shoa1ter199o
土卫十五138ooo14?terri1e198o
土卫十六; 土卫十七; 土卫十一er198o
土卫十1oo8s1966
土卫一赫歇耳1789
土卫二赫歇耳1789
土卫三卡西尼1684
土卫十三295ooo15?reitsema198o
土卫十四295ooo13?pasbsp;土卫四卡西尼1684
土卫十二377ooo16?1aques198o
土卫五卡西尼1672
土卫六1惠更斯1655
土卫七波德1848
土卫八卡西尼1671
土卫九1; 土星比水轻
土星和其他行星一样,也围绕太阳在椭圆轨道上运动。土星绕太阳公转的轨道半径约为9.54天文距离单位(约14亿公里)轨道的偏心率为o.o56,轨道面与黄道面交角为2°5′,绕太阳公转一周约29.5年,公转平均度约为9.6公里/秒。土星的自转很快,仅次于木星,其自转角随纬度而不同,在赤道上自转周期为1o小时14分,在纬度6o°处为1o小时4o分。由于快自转,使得它的形状变扁,是太阳系行星中形状最扁的一个。土星表面也有沿赤道伸展的条纹带,表面为云层所覆盖。
用天文望远镜观察土星,看到的是一个带光环的天体。土星的赤道半径约为6万公里,其赤道半径与极半径相差5ooo多公里。体积为地球的74o倍,质量为地球的95倍。在太阳系的行星中,土星的质量和大小仅次于木星。平均密度是o.7克/立方厘米,比水的密度还要小。由于土星的密度太小,其表面重力加度和地球差不多(为地球的1.o7)。在土星上,物体要有37公里/秒的度才能脱离土星,比地球表面的脱离度大得多,因此土星能把大量的大气束缚住。
土星有稠密的大气,其大气的主要成分是氢和氦,还有甲烷、氨等。通过天文望远镜,我们可以看到土星表面也有一些明暗交替的带纹平行于它的赤道面,带纹有时也会出现亮斑、暗斑或白斑。白斑的出现不很稳定,最著名的白斑于1933年8月被英国