土星衛星

土星衛星

土星的衛星至少有18個,其中9個是1900年以前發現的。土衛一到土衛十按距離土星由近到遠排列為:土衛十、土衛一、土衛二、土衛三、土衛四、土衛五、土衛六、土衛七、土衛八、土衛九。土衛十離土星的距離只有159,500千米,僅為土星赤道半徑的2.66倍,已接近洛希極限。這些衛星在土星赤道平面附近以近圓軌道繞土星轉動。

土星衛星土星的衛星

簡介

土星衛星土星的衛星
土星衛星已確認的有10顆。按與土星距離由近及遠排列為:土衛十、土衛一、土衛二、土衛三、土衛四、土衛五、土衛六、土衛七、土衛八、土衛九。據報導1979年9月1日行星際探測器“先驅者”11號又發現一顆新衛星,暫取名“先驅岩”(Pioneerrock)或1979S1,但尚未確認。其中土衛十離土星的距離只有159,500公里,僅為土星赤道半徑的2.66倍,已接近洛希極限。土衛八的軌道面與土星赤道面的交角為14°7,而其軌道面與土星的公轉軌道面的交角為16°3,是不規則衛星;土衛九在一個偏心率達0.1633的橢圓軌道上繞土星公轉,其軌道面與土星赤道面的交角約為150°,也是不規則衛星。除土衛八和土衛九外,土衛一至土衛七以及土衛十都是規則衛星,在土星赤道平面附近以近圓軌道繞土星轉動。在土衛一至土衛十這10顆土星衛星中,土衛九是唯一的逆行衛星,因為它的軌道面與土星的公轉軌道面的交角為174°42┡,它繞土星的轉動方向和土星繞太陽的轉動方向相反。
土星衛星土星的衛星
在土衛系統中值得特別提出的是土衛六、土衛一和土衛八。土衛六又名提坦(Titan)。它的半徑達2,900公里左右,是太陽系中居第一位的大衛星,比最靠近太陽的行星──水星還大。它每隔16天左右繞土星運行一周。由於它質量大和離太陽遠,按逃逸速度推算,它可能存在著大氣。1944年柯伊伯果然在土衛六光譜中發現了甲烷譜線,從而得知它確有大氣。現在知道,它的大氣的主要成分是甲烷和氫,大氣壓在0.1到1個地球大氣壓之間。土衛六表面可能是冰,溫度約125K。1979年 9月,“先驅者”11號在離開這顆衛星 356,000公里處拍攝了它的照片。土衛六呈現桃紅色。這顆衛星的大氣中的雲層是由甲烷乙烷乙炔(還可能有)等組成的;這些成分在太陽紫外線輻射的作用下離解,便形成上述顏色。“先驅者”11號還測得土衛六上層大氣的溫度為-200℃,同土星環的溫度差不多。

土衛一

土星衛星土衛一
土衛一是土星8個大的、形狀規則的衛星中最小且最靠近土星的一個。直徑392公里,與土星平均距離約185520公里。軌道近圓形。公轉周期為23小時,正好是土衛三公轉周期的一半,所以,這兩顆衛星總是在土星的同一側相遇。這種現象叫軌道共振態,原因還不清楚。土衛一的自轉和公轉同步,所以它總是以同一半球朝向土星。這一點類同月球與地球的關係。土衛一的平均密度僅為水的1.2倍,其表面有凍的特徵。根據這些理由,可以認為,土衛一的主要成分是冰。它的表面明亮,布滿碗形的深隕石坑。隕石坑深度大,是因為表面重力小的緣故。土衛一上最引人注目的表面結構是一個直徑130公里的環形山,它位於朝向土星一面的半球中央。山壁高5千米,底深10公里,中央有一座長6千米的山峰。這是太陽系中已發現的、整體最大的隕擊結構。

土衛一對土星光環的結構具有重要的動力學效應。土衛一圍繞土星的轉動周期為22小時25分。如果在土星光環的卡西尼環縫中有一個質點,那么,其轉動周期恰好是土衛一轉動周期的一半。有些天文學家據共振理論認為,卡西尼環縫乃是土衛一引力擾動的直接結果。在土衛六軌道附近有一個雲。

土衛二

土星衛星土衛二

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。由於這一時段只占土衛二整個壽命的2%,似乎可以認為它還是一顆仍處於“活動期”的衛星。繼續進行這種地質活動的能量可能來自土星和土衛四的起潮力。土衛二的直徑為500公里,以圓形軌道環繞土星公轉,和土星的平均距離為238020公里。平均密度只比水大10%,說明它的成分有一半或更多是冰。在土星的衛星中,土衛二的密度是最低的。它的反照率達100%,雖有環形山和崎嶇的原野,但基本上是平坦的。

土衛三

土星衛星土衛三

土衛三的主要成分是純冰。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,占了整個表面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。 土衛四的直徑為1120公里,在平均距離為377400公里的近圓軌道上繞土星順行。它66小時左右公轉一周,正好是土衛二公轉周期的2倍,估計是由於土衛二的潮汐熱能所致。

由於潮汐摩擦,土衛四的自轉與公轉同步,也總是以同一面對著土星。

土衛四

土星衛星N顆鑽石
土衛四的表面亮度差別頗大,面朝軌道運行方向的前半面通常比後半面亮。但平均起來說,土衛四的反照率是很高的。

據此猜測,它的表面由大量的冰構成。衛星密度是水的1.4倍,估計它由約40%的岩石與60%的冰構成。在這顆衛星上顯然曾發生過大量冰溶化和地殼表面再造活動,因而同其他土星衛星相比,表面上環形山較少。

大多數環形山都在朝軌道運動的亮面上。較暗的後半面則被許多形成網狀結構的亮紋所割裂。其中有些是呈線狀的槽溝山脊。這些亮紋被解釋為可能是由於揮發性物質從土衛四內部沿線狀裂縫冒出並重新凝結而成的。儘管在土衛四背面網狀結構中央附近也有大碰撞的跡象,但對土衛四表面為什麼有這種明顯的不對稱性迄今仍不清楚。

土衛五

土星衛星土衛五
土衛五的直徑為1530公里,在平均距離為527040公里的近圓軌道上繞土星順行。密度是水的1.3倍,因此,一般認為它主要是由冰構成的。紅外光譜也顯示其表面主要由構成。土衛五表面的反照率較高,但在不同區域有很大差別。同大多數土星的衛星一樣,土衛五的自轉與公轉也是同步的,因而也總是以同一面對著土星。同土衛四一樣,土衛五朝軌道運行方向的前半面既亮又多隕石坑,而後半面則較暗,而且上面只有一些亮紋和少量的隕石坑以及一些表面再造的跡象。儘管在土衛五的表面冰多於石,多隕石坑的一面卻很像水星和月球上的那些密布隕石坑的高地。在土星系中,表面隕石坑最多的就是土衛五。

在溫度極低的情況下,冰與岩石顯然有相似的力學性質。在隕石坑少的那一面,可看到亮的,呈線狀或折線狀的條紋,它們可能是大規模表面再造和一些揮發性物質(如水或甲烷氣體)從裂縫裡大量冒出的結果。隕石坑中的亮斑也可能是這種情況造成的。

土衛六

土星衛星土衛六
土衛六是土星最大的衛星,也是太陽系中唯一已知有雲和稠密大氣的衛星。荷蘭科學家惠更斯於1655年發現。土衛六的實體直徑為5150公里,僅次於木衛三,是太陽系第二大衛星。它在一條橢圓形軌道上繞土星運行,公轉周期差不多相當地球16天。一般認為它公轉與自轉同步,所以總是以一面對著土星。整體密度為每立方厘米1.881克,說明它內部是岩石和結冰物質的混合物,結冰物質可能含有固態的氨和甲烷以及固態的水。

土衛六表面溫度和大氣壓是“旅行者”1號探測器於1981年測到的,溫度為零下179度(正負差2度),大氣壓約1.6巴,(相當於1.6倍地球表面大氣壓)。土衛六的大氣成分主要是(和地球相似),還有甲烷一氧化碳二氧化碳等,還包括一些有機氣體,如乙烷乙炔等。土衛六被包裹在一層深紅色的煙霧內,這層煙霧很可能是一種更複雜的有機固體所形成的氣懸膠,經由大氣層緩慢沉降而堆積在表面上。在土衛六整個演化史所形成的量(主要由落在和甲烷大氣上的太陽紫外光造成)約相當於覆蓋表面深達至少幾百米的一有機連續層。

土星衛星這是用紅外線穿透大氣拍攝的土衛六表面圖像。亮區可能是陸地。過去,人們認為土衛六是一片甲烷的海洋,現在看,可能存在著穩定的表面。
在球面之上和大部分不透光的有機煙霧之下,有一層凝結甲烷的濃密雲層。有些證據顯示,球體表面大部分為一片廣大的液態甲烷乙烷構成的海洋所覆蓋。地球作為各種類型有機分子的深凍貯藏所,導致40億年前在地球上出現了生命,而太陽系內可能有生命的場所是在液態碳海洋內,所以,土衛六在未來的空間探測中無疑是一個重點目標。

土衛七

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土衛七

土衛七

土衛七是土星一顆較小的衛星,它每23.3天繞土星一周,距土星1481000公里,位於土衛六和土衛八軌道之間。它是外形不規則的天體,其大小為410公里×260公里×22公里。具有較高的反照率(30%),這說明它表面為冰霜所覆蓋。

土衛八

土星衛星N顆鑽石
土衛八是土星衛星系統中的一個外圍衛星,以其表象而顯異常。法國天文學家卡西尼1671年發現。土衛八以79.33個地球日環土星一周,與土星的距離為3561000公里。半徑730公里左右,整體密度1.16。一個具有如此小的密度的固態天體只能是主要由冰組成。已觀測出土衛八的自轉周期等於其公轉期,這和月球的情況一樣。

土衛八的固態表面受近距的其他大行星的引力作用也出現潮汐。其結果是土衛八的一面在其軌道運動中總是朝前,而另一面總是後隨。朝前的半球只反射出照射其上的日光的一小部分而顯得特別黑暗,而後隨的半球卻是一個比朝前的半球亮10倍的良好反射體。在太陽系所有天體中,它是亮度變化幅度最大的一個。“旅行者”號探測器在朝前的半球上發現有隕擊的環形坑,但在後隨的半球上沒有。明亮的後隨半球的表面物質中,可以肯定的是有水冰,不太肯定的是甲烷和其他的凍的混合物

朝前半球表面上的黑暗物質被認為是有機分子化合物,或許來自土星最外圍的衛星——土衛九,或許是太陽紫外輻射冰中的甲烷而就地形成的。若是後面一種方式,甲烷凍的快速蒸發,以及受微隕石的轟擊將表面物質從朝前半球彈道式傳輸到了後隨半球,這或許可以解釋前後兩半球的亮度不對稱性。土衛八的特點是它的一個半面的亮度比另一半面大6倍;暗的半面如同黑漆,亮的半面如同白雪,原因迄今未知。

土衛九

土星衛星土星衛星
土衛九直徑約220公里,距離土星平均距離約為12952000。是已知土星衛星中距土星最遠的一個。軌道偏心率很大,同土星環面的傾角也很大。它是一顆規則衛星,但為逆行。在土衛一至土衛十這10顆土星衛星中,土衛九是唯一的逆行衛星,它繞土星的轉動方向和土星繞太陽的轉動方向相反。因此,土衛九可能是一顆被俘獲的像小行星那樣的天體,而不是土星原來固有的衛星。

土衛十

土星衛星土星衛星

土衛十是一個不規則形狀的小衛星,它和土衛十一使用兩條距離只有五十公里的軌道環繞土星運行,當它們非常接近時,便會交換軌道,較外的轉到較內,較內的轉到較外,這情況每四年發生一次。

目前,這是一個罕見的情況,“卡西尼”號探測器到達土星後將會查明原因。由於土衛十的表面受了很多大大小小的撞擊,因此相信它的表面有數十億年的歷史

其他小衛星

土衛十一

土衛十一與土衛十為"雙星"。
它的表面有許多直徑大於30千米的隕石坑(環形山),也有大大小小的山脈和溝。人們廣泛的概念認為土衛十一一定十分古老。

土衛十二

它是在1980年被地面天文台的Laques和Lecacheux發現的。
土衛十二在Dione土衛四的拉格朗日前點上,因此有時它被稱為"DioneB".

土衛十三

它是在1980年由Smith,Reitsema,Larson和Fountain通過地面觀察而發現的。Telesto在土衛三的拉格朗日點的前點上。

土衛十四

土衛十四在土衛三的拉格朗日點的後點中。
土衛十四和土衛十三都屬於太陽系中的小衛星。
註解:旅行者號CD-ROM中的土衛十四的照片被標錯了號;它們實際上是土衛十六的照片。同樣的,標為土衛十三的照片實際上是土衛十七的。

土衛十五

它是在1980年由R.Terrile從旅行者號傳回的照片上發現的。
土衛十五好像是一顆A光環的牧羊衛星。

土衛十六

土衛十六是F光環中的一顆牧羊衛星。
土衛十六有許多山脈和山谷和一些直徑為20千米左右的隕石坑。但是看上去它的隕石坑比周圍鄰近的衛星(土衛十七,土衛十和土衛十一)少。
從它們很低的密度和相對較高的反照率來看,土衛十六,土衛十七,土衛十和土衛十一可能是多孔的冰質天體。(註解:對於這些數值還有很多不能確定。)
根據1995年6月的土星光環平面交叉線觀察發現,土衛十六比從旅行者號1981年數據算出的所在位置落

土星衛星

後了20度,這是不足以用觀察誤差所能解釋的。可能土衛十六的軌道最近與F環遭遇而發生改變或者他可能有一個小伴星與它一起分享這個軌道。

土衛十七

這顆衛星於1980年被Collins和他的同伴從旅行者號的照片上發現。
土衛十七是F光環外的牧羊衛星。從右邊的圖片上可看到土衛十七和不明顯的F光環,土衛十六及A光環的部分。
這顆衛星上的隕石坑比附近的土衛十六上的更大,土衛十七至少有兩個直徑大約30千米的大隕石坑。但是它沒有長條形的山脈和峽谷。

土衛十八

土衛十八在土星A光環帶的Encke溝中。
光環附近的小衛星在光環中產生的波狀圖案。在發現土衛十八之前,一次對土星A光環的邊緣的這種圖案的研究預言了一顆小衛星的位置。依靠對10年前旅行者號的照片中在預言地點的再次研究發現了土衛十八。
可能有更多的在土星光環中的衛星[2]將被發現。

其他迷你衛星

土衛

除了土衛一至土衛十八,土星還有三十四顆已命名的迷你型的衛星,還有八顆未命名的迷你型的衛星。它們是:土衛十九Ymir,土衛二十Paaliaq土衛二十一Tarvos土衛二十二Liraq,土衛二十三Suttungr,土衛二十四Kiviuq,土衛二十五Mundilfari,土衛二十六Albiorix,土衛二十七Skathi,土衛二十八Erriapus,土衛二十九
土星衛星
Siarnaq,土衛三十Thrymr,土衛三十一Narvi,土衛三十二Methone,土衛三十三Pallene,土衛三十四Polydeuces,土衛三十五Daphnis,土衛三十六Aegir,土衛三十七Bebhionn,土衛三十八Bergelmir,土衛三十九Bestla,土衛四十Farbauti,土衛四十一Fenrir,土衛四十二Fornjot,土衛四十三Hati,土衛四十四Hyrrokkin,土衛四十五Kari,土衛四十六Loge,土衛四十七Skoll,土衛四十八Surtur,土衛四十九Anthe,土衛五十Jarnsaxa,土衛五十一Greip,土衛五十二Tarqeq,這些都是已命名的迷你型的衛星,因為已命名的迷你型的衛星太小了,所以不能詳細的列出來,只能提供它們的名字了。

土衛配圖

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石

土星衛星N顆鑽石


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