太阳系的珍宝
土星是距太阳第六近的行星,也是太阳系中最美丽的天体之一。它以环绕自身的明亮光环而闻名,令人一眼便能认出。土星是气态巨行星,意味着它主要由氢气和氦气组成,而非固态岩石。土星是太阳系中第二大行星,仅次于木星。尽管土星体型庞大,但自转速度极快,完成一次完整自转仅需约10.7小时。
土星体型极为巨大,赤道直径约为120,536千米(74,898英里)。这意味着如果土星是空心的,大约可以容纳764个地球。尽管体积庞大,土星却是太阳系中密度最小的行星。事实上,土星的密度比水还小,也就是说,如果找到一个足够大的浴缸,土星会漂浮在水面上!由于自转速度极快,土星的赤道部分向外鼓胀。
土星的光环由数十亿块冰、岩石和尘埃组成。这些碎片大小不一,从细小的沙粒到房屋甚至山丘大小的巨块都有。光环从边缘到边缘绵延超过280,000千米(174,000英里),但厚度却极薄——大多数地方仅约10米(33英尺)厚。科学家已识别出七个主要环组,按字母A到G排列。意大利天文学家伽利略·伽利莱于1610年首次注意到土星周围有些异常,而荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯则在1655年正确识别出这就是光环。
土星拥有至少146颗已知卫星,比太阳系中任何其他行星都多。其最大的卫星土卫六(泰坦)比行星水星还大,是太阳系中唯一拥有浓厚大气层的卫星。土卫六表面甚至有湖泊和河流,但其中流淌的是液态甲烷和乙烷,而非水。另一颗值得关注的卫星是土卫二(恩克拉多斯),它从南极附近的裂缝中向太空喷射出水冰间歇泉。科学家认为土卫二冰封表面之下可能存在液态水海洋,使其成为寻找地外生命最有希望的地点之一。
土星是气态巨行星,没有可以站立的固态表面。其大气层主要由氢气(约96%)和氦气(约3%)组成,还含有少量其他气体。在土星深处,巨大的压力将氢气压缩成液态,最终变为金属氢。科学家认为土星可能在最中心有一个岩石核,质量约为地球的10至20倍。土星上层大气有云带和强烈风暴,风速可达每小时1,800千米(每小时1,118英里)。
土星拥有太阳系中最狂暴的天气。赤道附近的风速可达每小时1,800千米,是任何行星中最快的风速之一。大约每20至30年,土星大气中会出现一场名为"大白斑"的巨大风暴。这些风暴的规模之大,可以通过地球上的望远镜观测到。土星北极还有一个神秘的六边形风暴图案,大到足以容纳四个地球。
多艘航天器曾造访土星并对其进行近距离研究。先驱者11号是第一艘于1979年飞越土星的航天器,随后旅行者1号于1980年、旅行者2号于1981年相继飞越。最为详尽的探测来自卡西尼号航天器,它于2004年至2017年间绕土星运行,在长达13年的任务中对土星的光环、卫星和大气层作出了重要发现。任务结束时,卡西尼号有意冲入土星大气层,以防止其卫星遭受污染。
数千年来,人们一直在夜空中观察土星,因为它亮到不需要望远镜就能看见。古罗马人以他们的农业与时间之神萨图恩(Saturn)命名这颗行星。星期六(Saturday)这一名称也源自土星(Saturn)。在许多古代文化中,土星被认为是距离最远的行星,因为天王星和海王星尚未被发现。时至今日,土星依然是天文观测爱好者最喜爱的行星之一,也是研究行星科学的天文学家们最钟爱的研究对象。