探索土星

土星

    土星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序是第六颗；按体积和质量都排在第二位，仅次于木星。它和木星在很多方面都很相似，也是一颗“巨行星”。从望远镜里看去，土星好象是一顶漂亮的遮阳帽飘行在茫茫宇宙中。它那淡黄色的、橘子形状的星体四周飘拂着绚烂多姿的彩云，腰部缠绕着光彩夺目的光环，可算是太阳系中最美丽的行星了。
　

    土星是扁球形的，它的赤道直径有12万公里，是地球的9.5倍， 两极半径与赤道半径之比为0.912，赤道半径与两极半径相差的部分几乎等于地球半径。土星质量是地球的95.18倍，体积是地球的730倍。虽然体积庞大，但密度却很小，每立方厘米只有0.7克。

　　土星内部也与木星相似，有一个岩石构成的核心。核的外面是5000公里厚的冰层和8000公里的金属氢组成的壳层，最外面被色彩斑斓的云带包围着。土星的大气运动比较平静，表面温度很低，约为零下140摄氏度。

　　土星以平均每秒9.64公里的速度斜着身子绕太阳公转，其轨道半径约为14亿公里，公转速度较慢，绕太阳一周需29.5年，可是它的自转很快，赤道上的自转周期是10小时14分钟。

    土星的美丽光环是由无数个小块物体组成的，它们在土星赤道面上绕土星旋转。土星还是太阳系中卫星数目最多的一颗行星，周围有许多大大小小的卫星紧紧围绕着它旋转，就象一个小家族。到目前为止，总共发现了23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，是目前发现的太阳系卫星中，唯一有大气存在的天体。
　

    大约400年前，伽利略把他自制的望远镜指向了木星。他惊奇地发现，原来存在4个环绕木星运转的小天体——这就是后来所谓木星的伽利略卫星。伽利略揭开了发现外行星卫星的大幕。

    到20世纪80年代，太阳系的两个巨行星——木星和土星——已经分别拥有了十多颗和二十多颗卫星。这些卫星可以分为规则卫星和不规则卫星。如果一个卫星的轨道分布符合提丢斯-波得定律，同时具有同向性、共面性和近圆性特点，我们就称它为规则卫星，否则就是不规则卫星。

    如果把时间向前推几年，当有人问你太阳系的哪个行星的卫星最多的时候，你一定会毫不犹豫的回答：是土星。但是这几年天文学家们的新发现使这个问题变得很难回答。如果你浏览一下过去几年的新闻，就会发现，外行星卫星的数目——特别是木星和土星的——经常被改写，这有点像跳高运动员布勃卡每次打破1cm的撑杆跳纪录。当我写下这篇文章的时候，木星、土星、天王星和海王星已被发现的卫星数量分别是：28、30、21和8.

    7月12日，法国科学家Gladman和他的同事在《自然》杂志上公布了他们新的工作成果：土星的卫星数量增加了12，其总数达到了30，这又超过了木星的卫星数量。天文学家通过设在智利的欧洲南方天文台（ESO）的2.2m望远镜和夏威夷的加拿大-法国夏威夷望远镜（CFHT）

    等望远镜观测土星，发现了12颗卫星，其中6颗已经在去年公布，今年公布的是其余6颗。

    随着技术的进步，观测天文学普遍使用CCD（电荷耦合器件）作为照相的手段，在前述的望远镜中，使用CCD可以观测到最暗为23等星的天体。也就是说，我们可以观测到木星最小为1km的卫星。对于土星、天王星和海王星，这个数字则分别是4、16和36km.

    新发现的这些土星卫星就属于这种情况：它们的直径小得可怜，大都在几千米的范围。它们的距离土星1000万到2000万千米，轨道不太规则，属于不规则卫星。

    科学家们认为，这些奇怪的卫星可能不是伴随土星而形成的。它们可能是后来被土星引力俘获的小行星，或者有彗星撞到了其他卫星上，撞出的碎片就形成了这些卫星。这样，我们就不难理解为什么这些小不点有类似的尺寸和轨道了。值得注意的是土卫九（Phoebe）。土卫九是一颗逆行的卫星，同样具有奇怪的轨道。科学家们推测，土卫九可能受到过彗星的撞击（外行星及其卫星受到彗星的撞击的几率要比内行星大的多），撞出的碎片形成了其他小不点卫星。2004年，当卡西尼土星探测器到达土星的时候，它将对土卫九拍照，以确定它是否真的受到过撞击。

    科学家们认为，一个10km直径的卫星受到彗星撞击，形成1km的碎片，而一个100km直径的卫星受到撞击，形成的是10km的碎片。前一个过程要相对容易的多。因此，新发现的土星卫星有可能只不过是冰山的一角，或许我们还会发现更多类似的土星卫星。

    天文学家们的下一个目标是木星的卫星。处于23等星极限的木星卫星的直径是1km，也就是说，很可能会发现更多的木星“小不点”卫星。当然，观测木星的卫星会遇到一些困难——这些卫星更加接近处于火星和木星之间的小行星带，这就增加了混淆的可能性。不过，科学家们认为，木星取代土星坐上太阳系拥有卫星最多行星的宝座，可能只不过是迟早的事。