土星是怎样的?

土星是怎样的?
土星是怎样的?

土星是怎样的?
轨道距太阳142,940万千米,公转周期为10759.5天,相当于29.5个地球年,视星等为0.67等.在太阳系的行星中,土星的光环最惹人注目,它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽.观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等,它们排列成一系列的圆圈,绕着土星旋转.土星运动迟缓,人们便将它看做掌握时间和命运的象征.罗马神话中称之为第二代天神克洛诺斯,它是在推翻父亲之后登上天神宝座的.无论东方还是西方,都把土星与人类密切相关的农业联系在一起,在天文学中表示的符号,像是一把主宰着农业的大镰刀.在1781年发现天王星之前,人们曾认为土星是离太阳最远的行星.在望远镜中可以看到土星被一条美丽的光环围绕.土星还有较多的卫星,到1978年为止,已发现并证实的有10个,以后又陆续有人提出新的发现.土星在很多方面像木星,如它与木星同属于巨行星,它的体积是地球的745倍,质量是地球的95.18倍.在太阳系九大行星中,土星的大小和质量仅次于木星,占第二位.它像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕,并被较多的卫星所拱卫.它由于快速自转而呈扁球形.赤道半径约为60,000公里.土星的平均密度只有0.70克/厘米立方米,是八大行星中密度最小的.如果把它放在水中,它会浮在水面上.土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近.土星在冲日时的亮度可与天空中最亮的恒星相比.由于光环的平面与土星轨道面不重合,而且光环平面在绕日运动中方向保持不变,所以从地球上看,光环的视面积便不固定,从而使土星的视亮度也发生变化.当土星光环有最大视面积时,土星显得亮一些；当视线正好与光环平面重合时,光环便呈现为一条直线,土星就显得暗些.二者之间的亮度大约相差3倍.土星绕太阳公转的轨道半径约为14亿公里,它的轨道是椭圆的.它同太阳的距离在近日点时和在远日点时相差约1 .5亿公里.土星绕太阳公转的平均速度约为每秒9.64公里,公转一周约29.5年.土星也有四季,只是每一季的时间要长达7年多,因为离太阳遥远,即使是夏季也十极其寒冷.土星自转很快,但不同纬度自转的速度却不一样,这种差别比木星还大.赤道上自转周期是10小时14分,纬度60度处则变成10小时40分.这就是说在土星赤道上,一个昼夜只有10小时零14分.土星大气以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体,大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云.从望远镜中看去,这些云像木星的云一样形成相互平行的条纹,但不如木星云带那样鲜艳,只是比木星云带规则得多.土星云带以金黄色为主,其余是橘黄色、淡黄色等.土星的表面同木星一样,也是流体的.它赤道附近的气流与自转方向相同,速度可达每秒500米,比木星上的风力要大得多.土星极地附近呈绿色,是整个表面最暗的区域.根据红外观测得知,云顶温度为-170℃,比木星低50℃.土星表面的温度约为-140℃.土星表面有时会出现白斑,最著名的白斑是1933年8月发现的,这块白斑出现在赤道区,呈蛋形,长度达到土星直径的1/5.以后这个白斑不断地扩大,几乎蔓延到整个赤道带.由于这颗行星表面温度较低而逃逸速度又大（35.6公里/秒）,使土星保留着几十亿年前它形成时所拥有的全部氢和氦.因此,科学家认为,研究土星目前的成分就等于研究太阳系形成初期的原始成分,这对于了解太阳内部活动及其演化有很大帮助.一般认为土星的化学组成像木星,不过氢的含量较少.土星上的甲烷含量比木星多,而氨的含量则比木星少.1973年 4月美国发射的行星际探测器“先驱者”11号发现土星有一个由电离氢构成的广延电离层,其高层温度约为977℃.观测结果表明,土星极区有极光.目前认为,土星形成时,起先是土物质和冰物质吸积,继之是气体积聚.因此,土星有一个直径20,000公里的岩石核心.这个核占土星质量的10%到20％,核外包围着5,000公里厚的冰壳,再外面是8,000公里厚的金属氢层,金属氢之外是一个广延的分子氢层.1969年,一架飞机在地球大气高层对土星的热辐射作了红外观测,发现土星和木星一样,它辐射出的能量是它从太阳接收到的能量的两倍.这表明土星和木星一样有内在能源.后来“先驱者”11号的红外探测证实了这一点,测得土星发出的能量是从太阳吸收到的2.5倍.

在宇宙飞船探测土星之前，人们知道土星有10颗卫星。1977年发现了土卫十一，1979年“先驱者1号”飞临土星时，探测到了第十二颗卫星。为了纪念它的功绩，起名为“先驱者号”。“旅行者1号”飞船于1980年10月 26日和11月10日在近距离考察土星时，又发现了5颗卫星。1981年8月25日“旅行者2号”在距土星云层之上101000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，又发现了6颗...

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在宇宙飞船探测土星之前，人们知道土星有10颗卫星。1977年发现了土卫十一，1979年“先驱者1号”飞临土星时，探测到了第十二颗卫星。为了纪念它的功绩，起名为“先驱者号”。“旅行者1号”飞船于1980年10月 26日和11月10日在近距离考察土星时，又发现了5颗卫星。1981年8月25日“旅行者2号”在距土星云层之上101000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，又发现了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0.601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0.163，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。从飞船发回的资料看，没有发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发现。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”发回的数据却令人失望，它发现土卫六的直径只有5150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400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-181℃到-208℃之间，液态表面下有一个冰幔和一个岩石核心。飞船未发现存在任何生命的痕迹。土卫六能向外发射电波，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”飞船发回的资料发现，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800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。

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