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在宇宙飞船探测土星之前,人们知道土星有10颗卫得。1977年发现了土卫十一,1979年“先驱者11号”飞临土星时,探测到了第十二颗卫星。为了纪念它的功绩,起名为“先驱者岩”。“旅行者1号”飞船于1980年10月26日和11月10日在近距离考察土星时,又发现了5颗卫星。1981年8月25日“旅行者2号”在距土星云层这上101000公里处掠过,考察了土星及其光环和9个卫星。这次飞掠土星时,又发现了6颗卫星。
现已确认的土星卫星共23颗。距土星最近的是土卫十五,它与土星的距离约为13.7万公里,仅为卫星到土星中心的2.29个土星半径,公转周期为0.601天,其半径只有15公里;最远的是土星九,平均距离约1293万公里,它距土星中心为216个土星半径。从飞船发回的资料看,没有发现这些卫星上有火山活动的痕迹。
土星的卫星中,土卫六是天文学家关注的天体之一。它于1655年被荷兰天文学家惠更斯发现。长期以来,土卫六一直被信为是卫星中体积最大的,也是太阳系中唯一拥有大气的卫星,其大气成分主要是甲烷。过去认为它的表面温度也不很低,因而人们推测在它上面可能存在生命。“旅行者1号”发回的数据却令人失望,它发现土卫六的直径只有5150公里,并不是太阳系中最在的卫星(木卫三的直径最在,为5262公里),它有一层稠密的大气层和一个液态的表面,其大气层至少有400公里厚,甲烷的成分不到1%,大气的主要成份是氦,占98%,还有少量的乙烷、乙烯及乙炔等气体。土卫六的表面温度在-181摄氏度到-208摄氏度之间,液态表面下有一个冰幔和一个岩石核心。飞船未发现存在任何生命的痕迹。土卫六能向外发射电波,使人感到迷惑。此外,土卫六轨道附近有一个氢云。
除土卫六外,天文学家从“旅行者号”飞船发回的资料发现,土星的其他卫星都比较小,在寒冷的表面上都有陨击的疤痕,像破碎了的蛋壳。土卫一表面上有一个直径达128公里的陨击坑;土卫二有着荒凉的平原、陨击坑和断皱的山脊,它的不同区域代表着不同的历史时期;土卫三上有一个又深又宽、长约800公里的裂谷;土卫四表面有稀疏而明亮的条纹,它们都环绕着陨击坑。
土星的卫星至少有18个,其中9个是1900年以前发现的。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159,500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。
1980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,又发现了八颗新的卫星。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"所发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"的科学家惊奇地发现,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150℃。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0℃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发挥了重大作用。这种活动似乎就发生在最近,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。
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