问题描述：
八大行星中,又漂亮而复杂的光环的行星是?
谢谢!
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问题解答：
我来补答
土星古称镇星,直径119300公里（为地球的9.5倍）,是太阳系第二大行星.它与邻居木星十分相像,表面也是液态氢和氦的海洋,上方同样覆盖着厚厚的云层.土星上狂风肆虐,沿东西方向的风速可超过每小时1600公里.土星上空的云层就是这些狂风造成的,云层中含有大量的结晶氨.
土星（Saturn）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.
土星环位于土星的赤道面上.在空间探测以前,从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）.B环既宽又亮,它的内侧是C环,外侧是A环.A环和B环之间为宽约5,000公里的卡西尼缝,它是天文学家卡西尼在1675年发现的.B环的内半径 91,500公里,外半径116,500公里,宽度是25,000公里,可以并排安放两个地球.A环的内半径121,500公里,外半径137,000公里,宽度15,500公里.C环很暗,它从B环的内边缘一直延伸到离土星表面只有12,000公里处,宽度约19,000公里.1969年在C环内侧发现了更暗的D环,它几乎触及土星表面.在A环外侧还有一个E环,由非常稀疏的物质碎片构成,延伸在五、六个土星半径以外.1979年9月,“先驱者” 11号探测到两个新环——F环和G环.F环很窄,宽度不到800公里,离土星中心的距离为2.33个土星半径,正好在A环的外侧.G环离土星很远,展布在离土星中心大约10～15个土星半径间的广阔地带.“先驱者”11号还测定了A环、B环、C环和卡西尼缝的位置、宽度,其结果同地面观测相差不大.“先驱者”11号的紫外辉光观测发现,在土星的可见环周围有巨大的氢云.环本身是氢云的源.
除了A环、B环、C 环以外的其他环都很暗弱.土星的赤道面与轨道面的倾角较大,从地球上看,土星呈现出南北方向的摆动,这就造成了土星环形状的周期变化.仔细观测发现,土星环内除卡西尼缝以外,还有若干条缝,它们是质点密度较小的区域,但大多不完整且具有暂时性.只有A环中的恩克缝是永久性的,不过,环缝也不完整.科学家认为这些环缝都是土星卫星的引力共振造成的,犹如木星的巨大引力摄动造成小行星带中的柯克伍德缝一样.“先驱者”11号在A环与F环之间发现一个新的环缝,称为“先驱者缝”,还测得恩克缝的宽度为876公里.由观测阐明土星环的本质,要归功于美国天文学家基勒,他在1895年从土星环的反射光的多普勒频移发现土星环不是固体盘,而是以独立轨道绕土星旋转的大群质点.土星环掩星并没有把被掩的星光完全挡住,这也说明土星环是由分离质点构成的.1972年从土星环反射的雷达回波得知,环的质点是直径介于4到30厘米之间的冰块.
探测器传回的土星照片让科学家非常吃惊,在近处所看到的土星环,竟然是碎石块和冰块一大片,使人眼花缭乱,它们的直径从几厘米到几十厘米不等,只有少量的超过1米或者更大.土星周围的环平面内有数百条到数千条环,大小不等,形状各异.大部分环是对称地绕土星转的,也有不对称的,有完整的、比较完整的、残缺不全的.环的形状有锯齿形的,有辐射状的.令科学家迷惑不解的是,有的环好象是由几股细绳松散的搓成的粗绳一样,或者说像姑娘们的发辫那样相互扭结在一起.辐射状的环更是令科学家大开了眼界而又伤透了脑筋,组成环的物质就象车轮那样,步调整齐的绕着土星转,这样岂不要求那些离的越远的碎石块和冰块运动的速度越快吗?这显然违背了目前已经掌握的物质运动定律.那么,这是一个什么样的规律在起作用呢?目前仍在探索中.
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.
土星的卫星
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.近几年随着观测技术的不断提高,大行星卫星的数量急剧攀升,目前已发现的土星卫星就已经超过了60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.
土星的卫星至少有18个,其中9个是1900年以前发现的.土卫一到土卫十按距离土星由近到远排列为：土卫十、土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八、土卫九.土卫十离土星的距离只有159,500公里,仅为土星赤道半径的2.66倍,已接近洛希极限.这些卫星在土星赤道平面附近以近圆道绕土星转动.
1980年,当旅行者号探测器飞过土星时,在原有的九颗卫星（土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八和土卫九）基础上,又发现了八颗新的卫星.但是很难说土星究竟有多少卫星.一些组成土星光环的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"所发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"的科学家惊奇地发现,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150℃.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0℃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发挥了重大作用.这种活动似乎就发生在最近,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.
比水还轻
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0.056,轨道面与黄道面交角为2°5′,绕太阳公转一周约29.5年,公转平均速度约为9.6公里／秒.土星的自转很快,仅次于木星,其自转角速随纬度而不同,在赤道上自转周期为10小时14分,在纬度60°处为10小时40分.由于快速自转,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5000多公里.体积为地球的740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0.7克／立方厘米,比水的密度还要小.由于土星的密度太小,其表面重力加速度和地球差不多 （为地球的1.07）.在土星上,物体要有37公里／秒的速度才能脱离土星,比地球表面的脱离速度大得多,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W·T·海用小型天文望远镜发现.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,1979年9月1日飞临土星,成为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128万公里处发现,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-140℃,支顶温度为-180℃,比木星低50℃.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.
“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：
首先,土卫六的直径为4828公里,在卫星世界中居第二位,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,发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60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.土卫六的发现者惠更斯在《天体奇观,关于其他行星上的居民、植物及其世界的猜想》一书中写道：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”.
随着宇航事业的飞速发展,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.它们是美国发射的“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,严重地影响了发回的信息.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1980年11月11日飞临土卫六.它离土卫六最近时,离云顶只有4000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,而不是过去认为的5550公里.
“旅行者1号”对土卫六的考察结果表明,土卫六确有浓厚的大气层,约有2700公里厚,比地球大气密度还高.大气的主要成分是氮气,占 98％,甲烷占 1％,还有少量的乙烷和氢等.金星、地球和火星的大气中也都有氮气,但是都没有土卫六这么多得惊人.
“旅行者1号”还发现土卫六大气呈雾状.浓密的雾层使阳光不能照到土卫六的表面,影响了“旅行者1号”对土卫六表面的观测.同时,也有的科学家根据“旅行者1号”的观测资料,认为土卫六大气中充满甲烷.
为了进一步研究土卫六大气和生命的关系,美国康奈尔大学的行星物理学家卡尔·萨根等人,做了土卫六大气模拟实验.研究者认为,土卫六上含有大量氮气的大气层,产生了各种各样的生命前的化学物质.萨根指出：“早期的地球上可能也曾发生过类似的过程.但在土卫六上发生的生命前化学过程,因为那里的温度远低于水的冰点,大概是不会有生命的.”
说到这里,你有没有想到：为什么在卫星中只有土卫六有如此丰富的大气层呢?这一直是行星物理学家们在思索的问题.有人认为,这可能是土卫六表面温度高到足以维持相当数量的甲烷和氨气,以保持与其表面的冰相平衡.也可能是土卫六上的冰含有甲烷和氨,在上卫六的温度下容易形成大气.第三种可能是土卫六大气不会像受木星强磁场那样,使大气跑掉.第四种可能是土卫六的质量大,能经受内部的分化,分化出的冰向表面集中,它的引力足以使大部分的气体不至跑掉.
这颗令人神往的土卫六表面是什么样子呢?应该说至今还没有直观的资料.科学家们做过多种可能的推测,科学幻想小说家们对土卫六的描述,更是笔下生辉.然而,一切都必须尊重科学.
根据土卫六大气中那么多氮气,同时土卫六表面温度又比地球低得多,约在-201～-190℃之间,以及土卫六的体积和质量等,有的科学家推测它的内部物理状况及表面特征,并首先寻找土卫六上的岩石和冰的比例关系.有人估算土卫六上的岩石物质约占它总质量的55％,其余为冰；土卫六表面是寒冷的液态海洋,海洋中 70％是乙烷,25％是甲烷,5％是熔解氮,整个液态海洋约有1公里厚,包围着土卫六.1989年6月4～5日,从地球上向土卫六进行了雷达探测,结果表明土卫六上也可能有陆区.
“旅行者1号”还发现土卫六的南北两半球的明暗有差异：南半球明亮,北半球暗淡.这是什么原因造成的呢?可能是土卫六上南北不同季节引起的.“旅行者1号”拜访时,土卫六北半球正好是春季的开始.不过,也有人认这可能是土星磁层对土卫六的影响.总之,目前还解释不清楚.土卫六大气吸光能力很强,可吸收落在它上面的阳光约80％.这些热量大部分被大气中的雾粒和甲烷气体吸收,也许只有5％～10％的阳光能到达土卫六的表面.
从惠更斯发现土卫六起,300多年来,关于土卫六的不解之谜似乎越来越多.其实这是不奇怪的,这表明我们的认识越来越深刻.伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言：“人的天职是勇于探索.”
轨道长半径(天文距离单位) 9.539
轨道长半径(千万公里) 1427.0
公转的恒星周期(日) 10759.5
公转的会合周期(日) 378
轨道偏心率 0.056
轨道倾角(度) 2.5
升交点黄经(度) 113.3
近日点黄经(度) 92.3
平均轨道速度(公里) 9.64
赤道半径(公里) 60330
扁率 0.102
质量(地球质量=1) 95.159
密度(克/立方厘米) 0.70
赤道引力(地球=1) 1.08
逃逸速度(公里/秒) 35.6
自转周期(日) 0.426
黄赤交角(度) 26.73
反照率 0.57
最大亮度 -0.4
卫星数(已确认的) 23
土星（Saturn）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.
土星环位于土星的赤道面上.在空间探测以前,从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）.B环既宽又亮,它的内侧是C环,外侧是A环.A环和B环之间为宽约5,000公里的卡西尼缝,它是天文学家卡西尼在1675年发现的.B环的内半径 91,500公里,外半径116,500公里,宽度是25,000公里,可以并排安放两个地球.A环的内半径121,500公里,外半径137,000公里,宽度15,500公里.C环很暗,它从B环的内边缘一直延伸到离土星表面只有12,000公里处,宽度约19,000公里.1969年在C环内侧发现了更暗的D环,它几乎触及土星表面.在A环外侧还有一个E环,由非常稀疏的物质碎片构成,延伸在五、六个土星半径以外.1979年9月,“先驱者” 11号探测到两个新环——F环和G环.F环很窄,宽度不到800公里,离土星中心的距离为2.33个土星半径,正好在A环的外侧.G环离土星很远,展布在离土星中心大约10～15个土星半径间的广阔地带.“先驱者”11号还测定了A环、B环、C环和卡西尼缝的位置、宽度,其结果同地面观测相差不大.“先驱者”11号的紫外辉光观测发现,在土星的可见环周围有巨大的氢云.环本身是氢云的源.
除了A环、B环、C 环以外的其他环都很暗弱.土星的赤道面与轨道面的倾角较大,从地球上看,土星呈现出南北方向的摆动,这就造成了土星环形状的周期变化.仔细观测发现,土星环内除卡西尼缝以外,还有若干条缝,它们是质点密度较小的区域,但大多不完整且具有暂时性.只有A环中的恩克缝是永久性的,不过,环缝也不完整.科学家认为这些环缝都是土星卫星的引力共振造成的,犹如木星的巨大引力摄动造成小行星带中的柯克伍德缝一样.“先驱者”11号在A环与F环之间发现一个新的环缝,称为“先驱者缝”,还测得恩克缝的宽度为876公里.由观测阐明土星环的本质,要归功于美国天文学家基勒,他在1895年从土星环的反射光的多普勒频移发现土星环不是固体盘,而是以独立轨道绕土星旋转的大群质点.土星环掩星并没有把被掩的星光完全挡住,这也说明土星环是由分离质点构成的.1972年从土星环反射的雷达回波得知,环的质点是直径介于4到30厘米之间的冰块.
探测器传回的土星照片让科学家非常吃惊,在近处所看到的土星环,竟然是碎石块和冰块一大片,使人眼花缭乱,它们的直径从几厘米到几十厘米不等,只有少量的超过1米或者更大.土星周围的环平面内有数百条到数千条环,大小不等,形状各异.大部分环是对称地绕土星转的,也有不对称的,有完整的、比较完整的、残缺不全的.环的形状有锯齿形的,有辐射状的.令科学家迷惑不解的是,有的环好象是由几股细绳松散的搓成的粗绳一样,或者说像姑娘们的发辫那样相互扭结在一起.辐射状的环更是令科学家大开了眼界而又伤透了脑筋,组成环的物质就象车轮那样,步调整齐的绕着土星转,这样岂不要求那些离的越远的碎石块和冰块运动的速度越快吗?这显然违背了目前已经掌握的物质运动定律.那么,这是一个什么样的规律在起作用呢?目前仍在探索中.
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.
土星的卫星
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.近几年随着观测技术的不断提高,大行星卫星的数量急剧攀升,目前已发现的土星卫星就已经超过了60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.
土星的卫星至少有18个,其中9个是1900年以前发现的.土卫一到土卫十按距离土星由近到远排列为：土卫十、土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八、土卫九.土卫十离土星的距离只有159,500公里,仅为土星赤道半径的2.66倍,已接近洛希极限.这些卫星在土星赤道平面附近以近圆道绕土星转动.
1980年,当旅行者号探测器飞过土星时,在原有的九颗卫星（土卫一、土卫二、土卫三、土卫四、土卫五、土卫六、土卫七、土卫八和土卫九）基础上,又发现了八颗新的卫星.但是很难说土星究竟有多少卫星.一些组成土星光环的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"所发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"的科学家惊奇地发现,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150℃.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0℃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发挥了重大作用.这种活动似乎就发生在最近,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.
比水还轻
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0.056,轨道面与黄道面交角为2°5′,绕太阳公转一周约29.5年,公转平均速度约为9.6公里／秒.土星的自转很快,仅次于木星,其自转角速随纬度而不同,在赤道上自转周期为10小时14分,在纬度60°处为10小时40分.由于快速自转,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5000多公里.体积为地球的740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0.7克／立方厘米,比水的密度还要小.由于土星的密度太小,其表面重力加速度和地球差不多 （为地球的1.07）.在土星上,物体要有37公里／秒的速度才能脱离土星,比地球表面的脱离速度大得多,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W·T·海用小型天文望远镜发现.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,1979年9月1日飞临土星,成为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128万公里处发现,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-140℃,支顶温度为-180℃,比木星低50℃.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.
“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：
首先,土卫六的直径为4828公里,在卫星世界中居第二位,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,发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60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.土卫六的发现者惠更斯在《天体奇观,关于其他行星上的居民、植物及其世界的猜想》一书中写道：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”.
随着宇航事业的飞速发展,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.它们是美国发射的“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,严重地影响了发回的信息.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1980年11月11日飞临土卫六.它离土卫六最近时,离云顶只有4000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,而不是过去认为的5550公里.
“旅行者1号”对土卫六的考察结果表明,土卫六确有浓厚的大气层,约有2700公里厚,比地球大气密度还高.大气的主要成分是氮气,占 98％,甲烷占 1％,还有少量的乙烷和氢等.金星、地球和火星的大气中也都有氮气,但是都没有土卫六这么多得惊人.
“旅行者1号”还发现土卫六大气呈雾状.浓密的雾层使阳光不能照到土卫六的表面,影响了“旅行者1号”对土卫六表面的观测.同时,也有的科学家根据“旅行者1号”的观测资料,认为土卫六大气中充满甲烷.
为了进一步研究土卫六大气和生命的关系,美国康奈尔大学的行星物理学家卡尔·萨根等人,做了土卫六大气模拟实验.研究者认为,土卫六上含有大量氮气的大气层,产生了各种各样的生命前的化学物质.萨根指出：“早期的地球上可能也曾发生过类似的过程.但在土卫六上发生的生命前化学过程,因为那里的温度远低于水的冰点,大概是不会有生命的.”
说到这里,你有没有想到：为什么在卫星中只有土卫六有如此丰富的大气层呢?这一直是行星物理学家们在思索的问题.有人认为,这可能是土卫六表面温度高到足以维持相当数量的甲烷和氨气,以保持与其表面的冰相平衡.也可能是土卫六上的冰含有甲烷和氨,在上卫六的温度下容易形成大气.第三种可能是土卫六大气不会像受木星强磁场那样,使大气跑掉.第四种可能是土卫六的质量大,能经受内部的分化,分化出的冰向表面集中,它的引力足以使大部分的气体不至跑掉.
这颗令人神往的土卫六表面是什么样子呢?应该说至今还没有直观的资料.科学家们做过多种可能的推测,科学幻想小说家们对土卫六的描述,更是笔下生辉.然而,一切都必须尊重科学.
根据土卫六大气中那么多氮气,同时土卫六表面温度又比地球低得多,约在-201～-190℃之间,以及土卫六的体积和质量等,有的科学家推测它的内部物理状况及表面特征,并首先寻找土卫六上的岩石和冰的比例关系.有人估算土卫六上的岩石物质约占它总质量的55％,其余为冰；土卫六表面是寒冷的液态海洋,海洋中 70％是乙烷,25％是甲烷,5％是熔解氮,整个液态海洋约有1公里厚,包围着土卫六.1989年6月4～5日,从地球上向土卫六进行了雷达探测,结果表明土卫六上也可能有陆区.
“旅行者1号”还发现土卫六的南北两半球的明暗有差异：南半球明亮,北半球暗淡.这是什么原因造成的呢?可能是土卫六上南北不同季节引起的.“旅行者1号”拜访时,土卫六北半球正好是春季的开始.不过,也有人认这可能是土星磁层对土卫六的影响.总之,目前还解释不清楚.土卫六大气吸光能力很强,可吸收落在它上面的阳光约80％.这些热量大部分被大气中的雾粒和甲烷气体吸收,也许只有5％～10％的阳光能到达土卫六的表面.
从惠更斯发现土卫六起,300多年来,关于土卫六的不解之谜似乎越来越多.其实这是不奇怪的,这表明我们的认识越来越深刻.伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言：“人的天职是勇于探索.”
轨道长半径(天文距离单位) 9.539
轨道长半径(千万公里) 1427.0
公转的恒星周期(日) 10759.5
公转的会合周期(日) 378
轨道偏心率 0.056
轨道倾角(度) 2.5
升交点黄经(度) 113.3
近日点黄经(度) 92.3
平均轨道速度(公里) 9.64
赤道半径(公里) 60330
扁率 0.102
质量(地球质量=1) 95.159
密度(克/立方厘米) 0.70
赤道引力(地球=1) 1.08
逃逸速度(公里/秒) 35.6
自转周期(日) 0.426
黄赤交角(度) 26.73
反照率 0.57
最大亮度 -0.4
卫星数(已确认的) 23
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