第29章 太陽(yáng)系內(nèi)八大行星之六--土星

　　土星是太陽(yáng)系中距離太陽(yáng)第六近的行星，是密度最小的行星，擁有最多的衛(wèi)星，發(fā)生過(guò)最高的風(fēng)眼墻、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的閃電暴。土星周圍寬闊的環(huán)系也是太陽(yáng)系中最大的。

　　土星和太陽(yáng)的平均距離超過(guò)了14.37億千米（9.58天文單位），軌道上運(yùn)行的平均速度是9.69千米/秒，所以土星上的一年（即土星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周）相當(dāng)于10759個(gè)地球日（或是29.457地球年）。土星的橢圓軌道相對(duì)于地球軌道平面的傾角為2.48°，因?yàn)殡x心率為0.056，因此土星與太陽(yáng)在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)（行星在軌道路徑上與太陽(yáng)最近和最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)）之間的距離變化大約為1.62億千米。土星自轉(zhuǎn)一周等于10小時(shí)33分38秒，大約是地球的半天時(shí)長(zhǎng)。

　　土星是氣態(tài)巨行星，外圍的大氣層包括96.3%的氫和3.25%的氦，可以偵測(cè)到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷。內(nèi)部的核心包括巖石和冰，外圍由數(shù)層金屬氫和氣體包覆著。土星有非常熱的內(nèi)部，核心的溫度高達(dá)11700°C，并且輻射至太空中的能量是它接受來(lái)自太陽(yáng)的能量的2.5倍。

　　土星最外層的大氣層在外觀上通常情況下都是平淡的，雖然有時(shí)會(huì)有長(zhǎng)時(shí)間存在的特征出現(xiàn)。土星的風(fēng)速高達(dá)1800千米/時(shí)，風(fēng)速明顯比木星快。土星的行星磁場(chǎng)強(qiáng)度介于地球和更強(qiáng)的木星之間。土星有一個(gè)顯著的行星環(huán)系統(tǒng)，主要的成分是冰的微粒和較少數(shù)的巖石殘骸以及塵土。

　　由于其低密度、高速自轉(zhuǎn)和流體的可變性，土星的外形呈現(xiàn)為一個(gè)橢球體，也就是極軸相對(duì)扁平而赤道相對(duì)突出，它的赤道直徑和兩極直徑之比相差大約10%（前者120536千米，后者108728千米）。雖然土星核心的密度遠(yuǎn)高于水，但由于存在較厚的大氣層，土星仍是太陽(yáng)系中僅有的密度低于水的行星，它的比重是0.69g/cm3。土星的質(zhì)量是地球的95倍，相較之下木星質(zhì)量是地球的318倍，但木星的直徑大約僅為土星的1.21倍。木星和土星一起占據(jù)太陽(yáng)系總行星質(zhì)量的92%。

　　土星擁有許多衛(wèi)星，目前所發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星數(shù)達(dá)到82顆。其中被命名的衛(wèi)星中，11個(gè)是直徑在300千米以下的小衛(wèi)星，6個(gè)是直徑在400-1500千米之間的中型衛(wèi)星，還有一顆直徑為5150千米的大衛(wèi)星土衛(wèi)六--泰坦。土衛(wèi)六是土星系統(tǒng)中最大和太陽(yáng)系中第二大的衛(wèi)星，僅次于木衛(wèi)三，比行星中的水星還要大，并且土衛(wèi)六是太陽(yáng)系僅有的擁有明顯大氣層的衛(wèi)星。在土星的衛(wèi)星當(dāng)中，最內(nèi)側(cè)的6個(gè)都是小衛(wèi)星，他們可能原本是大顆冰天體的碎片，與土星之間彼此有著密切的關(guān)系。

　　土星環(huán)位于土星的赤道面上。在空間探測(cè)前，從地面觀測(cè)得知土星環(huán)有五個(gè)，其中包括三個(gè)主環(huán)（A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)）和兩個(gè)暗環(huán)（D環(huán)、E環(huán)）。B環(huán)寬又亮，它的內(nèi)側(cè)是C環(huán)，外側(cè)是A環(huán)。A、B兩環(huán)之間為寬約4800千米的卡西尼縫，產(chǎn)生環(huán)縫的原因是因?yàn)楣猸h(huán)中有衛(wèi)星運(yùn)行，衛(wèi)星的引力造成的。B環(huán)的內(nèi)半徑91500千米，外半徑116500千米，寬度25000千米，可以并排安放兩個(gè)地球。A環(huán)的內(nèi)半徑121500千米，外半徑137000千米，寬度15500千米。C環(huán)很暗，它從B環(huán)的內(nèi)邊緣一直延伸到離土星表面只有12000千米處，寬度約19000千米。后來(lái)在C環(huán)內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了更暗的D環(huán)，它幾乎觸及土星表面。在A環(huán)外側(cè)還有一個(gè)E環(huán)，由非常稀疏的物質(zhì)碎片構(gòu)成，延伸在五六個(gè)土星半徑以外。發(fā)射探測(cè)器后，探測(cè)到兩個(gè)新環(huán)--F環(huán)和G環(huán)。F環(huán)很窄，寬度不到800千米，離土星中心的距離為2.33個(gè)土星半徑，正好在A環(huán)的外側(cè)。G環(huán)離土星很遠(yuǎn)，展布在離土星中心大約10-15個(gè)土星半徑間的廣闊地帶。探測(cè)器還測(cè)定了A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)和卡西尼縫的位置、寬度，其結(jié)果同地面觀測(cè)相差不大。

　　探測(cè)器傳回的土星照片讓科學(xué)家非常吃驚：在近處所看到的土星環(huán)，竟然是一大片碎石塊和冰塊。他們的直徑從幾厘米到幾十厘米不等，只有少量的超過(guò)1米或者更大，土星周圍的環(huán)平面內(nèi)有數(shù)百條到數(shù)千條大小不等、形狀各異的環(huán)。大部分環(huán)是對(duì)稱地繞土星轉(zhuǎn)的，也有不對(duì)稱的，有完整的、比較完整的、殘缺不全的。環(huán)的形狀有鋸齒形的，也有輻射狀的。令科學(xué)家迷惑不解的是，有的環(huán)好像是由幾股細(xì)繩松散的搓成的粗繩一樣，或者說(shuō)像姑娘們的發(fā)辮那樣相互扭結(jié)在一起。輻射狀的環(huán)更是令科學(xué)家大開(kāi)了眼界而又傷透了腦筋：組成環(huán)的物質(zhì)就像車輪那樣，步調(diào)整齊地繞著土星轉(zhuǎn)，要求那些離得越遠(yuǎn)的碎石塊和冰塊運(yùn)動(dòng)的速度越快。這顯然違背了已經(jīng)掌握的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)定律。

　　看來(lái)，宇宙中的確還有很多奧秘，需要人類耐心探索呢。