10章 远征之星途－土星 (第2/3页)
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
土卫十六139ooo462.7oe17netbsp;土卫十七142ooo462.2oe17netbsp;土卫十一er1s1966
土卫一186ooo1963.8oe19赫歇耳1789
土卫二238ooo26o8.4oe19赫歇耳1789
土卫三295ooo53o7.55e2o卡西尼1684
土卫十三295ooo15?reitsema198o
土卫十四295ooo13?pasnetbsp;土卫四377ooo56o1.o5e21卡西尼1684
土卫十二377ooo16?1aques198o
土卫五527ooo7652.49e21卡西尼1672
土卫六1222ooo25751.35e23惠更斯1655
土卫七1481ooo1431.77e19波德1848
土卫八3561ooo17o1.88e21卡西尼1671
土卫九12952ooo11o4.ooe18pinetbsp;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月被英国天文爱好者·t·海用小型天文望远镜现。此白斑位于土星赤道区，呈蛋形，长度达土星直径的1／5。以后这块白斑逐渐扩大，几乎蔓延到土星的整个赤道带。
为了探测太阳系外围空间的物理情况，1973年4月“先驱者11号”上天，第一个就近探测土星的人造天体。“旅行者”1号、2号在考察完木星后，继续驶向土星，对土星进行考察。完成考察土星的任务后，“旅行者2号”又继续飞向天王星和海王星，对它们进行考察。这些“一身多任”的宇宙飞船，为我们带来了土星的新消息。
“先驱者11号”飞船于1979年8月、9月在距土星128万公里处现，土星磁场十分特殊，磁场图很像一条大鲸鱼，其头部圆钝，两边伸出扁形翅，还有粗壮的尾巴。土星磁场的磁轴与其自转轴吻合，磁心偏离土星核心22.5公里。磁场范围比地球的磁场范围大上千倍，但比木星磁场小，也没有木星磁场复杂。
土星的表面温度为－14oc，支顶温度为－18oc，比木星低5oc。土星有一个直径为2万公里的岩石核心，核心外面就是土星大气。
土星的家族
在宇宙飞船探测土星之前，人们知道土星有1o颗卫星。1977年现了土卫十一，1979年“先驱者第十二颗卫星。为了纪念它的功绩，起名为“先驱者号”。“旅行者1号”飞船于198o年1o月26日和11月1o日在近距离考察土星时，又现了5颗卫星。1981年8月25日“旅行者2号”在距土星云层之上1o1ooo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o.6o1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。土卫八的轨道面与土星赤道面的交角为7°52′，属于不规则卫星。土卫九的轨道面与上星赤道面的交角为175°，逆行，轨道偏心率达o.163，也属于不规则卫星。其余的卫星均为规则卫星。有趣的是，土卫四和土卫十二、土卫十和土卫十一都是两两同一条轨道上；而土卫三、土卫十六和土卫十七则是三星同居一轨道。从飞船回的资料看，没有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现。长期以来，土卫六一直被认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”回的数据却令人失望，它现土卫六的直径只有515o公里，并不是太阳系中最大的卫星（木卫三的直径最大，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4oo公里厚，甲烷成分不到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－181c到－2o8c之间，液态表面下有一个冰幔和一个岩石核心。飞船未现存在任何生命的痕迹。土卫六能向外射电波，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”飞船回的资料现，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公里的陨石坑；土卫二有着荒凉的平原、陨石坑和断皱的山脊，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8oo公里的裂谷；土卫四表面有稀疏而明亮的条纹，它们都环绕着陨石坑。
拜访女巨神——土卫六
1655年3月25日，荷兰天文学家惠更斯在用自制的3.7米长折射望远镜观测土星时，无意中现了一颗土星的卫星，这颗卫星被命名为泰坦(或译：提坦)。泰坦是希腊神话中的女巨神、第二代天神克洛诺斯的妻子。它就是最受天文学家瞩目的土卫六，是被人类现的第一颗土星卫星。
长期以来，土卫六一直被认为是太阳系卫星中体积最大、比水星还大的卫星之王。旅行者号探测器的一次近距离测量，在35千米处拍下5张高分辨率的照片。照片上土卫六展现出美丽的桔红色的星体，像一个熟透了的桔子。更重要的是收到的数据资料，改写了土卫六原来58oo千米的直径，实际直径应为4828千米，迫不得已地把“卫星之王”的桂冠转让给了木星的卫星木卫三，屈居第二。这并没有影响它的地位，科学家们一直对土卫六很感兴趣，原因在于它是卫星中唯一有大气存在的天体。大气的主要成分是氮，约占98％，甲烷占1％，其余的碳氢化合物在大气中所占比例非常小，大气层厚度约为27oo千米。土卫六的表面温度很低，在－19oc～－21oc之间，使之形成了美丽的液氮海洋。
虽然我们看不到土卫六的表面，但旅行者号探测器为我们提供的资料显示：土卫六是太阳系中的又一个奇异世界，黑暗寒冷的表面，液氮的海洋，暗红的天空，偶尔洒下几点夹杂着碳氢化合物的氮雨等。这些是人类了解生命起源和各种化学反应的理想之处。
从惠更斯现土卫六以来，至今已有3oo多年的历史，土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识，还需要人类不断地进行探索。
“天资”出众
天文学家们为什么特别看重土卫六呢？因为土卫六“天资”出众，所以受到天文学家们的青睐和器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面：
先，土卫六的直径为第二位，比冥王星大许多，跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的1.8倍，平均密度为每立方厘米1.9克，约为地球密度的1／3，引力则为地球的14％。
土卫六与土星的平均距离为122万公里，沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿着大约122万公里的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。
第二，1944年，美籍荷兰天文学家柯伊伯对土卫六进行了系统的分光观测研究，现土卫六上有甲烷气体，从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在，土卫六仍是太阳系内已知的6o多颗卫星中有大气的唯一卫星，这怎能不受到天文学家们的特别偏受呢？
第三，根据土卫六的运动特征、物理状况和化学成分，天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的，属于稳定卫星，不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量、体积、表面重力、表面温度、大气成分、水和冰的含量、自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较，目的是想从中获取有关早期生命物质演化的蛛丝马迹。
其他天体上有没有生命的繁衍？这个问题一直萦绕在天文学家们的脑际。土卫六的现者惠更斯在《天体奇观，关于其他行星上的居民、植物及其世界的猜想》一：如果我们认为这些天体上除了无边无际的荒凉之外，一无所有，……
甚至进一步认为那里根本不可能存在高级生物，那么我们无异就贬低了它们，而这是非常不合情理的。诚然，判断哪个天体上有没有生命，这是一个十分严肃的科学问题。从目前看，恐怕过于乐观是不现实的，然而过于悲观也是没有根据的，实践是检验真理的唯一标准。至于土卫六上的生命信息，至今仍是个不容乐观的谜，但是一定会在不断探测的实践中得到解决。
从地球上看去，土卫六是一颗8.4等星。凭眼睛直接看是绝对看不到的。用较好的天文望远镜观测它，也只能看到一个小小的红点似的盘状体。为什么是这个颜色呢？有人认为这可能是因为土卫六上存在着复杂的有机分子。当然，完全依靠地面观测是解决不了这类问题的，只能是“纸上谈兵”。
随着宇航事业的飞展，行星际探测器取得了空前的成果。目前，亲自探测过土卫六的行星际飞船共有两个。它们是美国射的“先驱者11号”和“旅行者1号”。
1979年9月1日，“先驱者11号”飞掠土星，考察了土卫六。不过，当“先驱者11号”考察土卫六时，正赶上一阵强烈的太阳风，严重地影响了回的信息。地面控制中心只收到它在35万公里处拍下的5张高分辨率的照片。在照片上，土卫六呈现美丽的桔红色，像熟透了的桔子。“旅行者1号”于198o年11月11日飞临土卫六。它离土卫六最近时，离云顶只有4ooo公里，探测取得完满的成功。就是这次，测得土卫六的直径为4828公里，而
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