'太陽系行星中的老二——土星'

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

太陽系行星中的老二——土星

在古羅馬神話中它是農神,從這顆行星所採用的名字,它是農業和收穫的神只。在印度占星學,有9個占星用的天體,土星是其中之一,在中國依據五行之說,它被稱為土星。在古希伯來語,土星稱為"Shabbathai",它的天使是卡西爾(Cassiel),意思是智慧之神或有益於身心的;是Agiel(精靈),它更為黑暗的一面就是惡魔(lzaz)。

人們之所以這麼早就能發現土星,是因為土星具有太陽系最絢麗的光環,其他的的星環在它面前簡直是螢火蟲與太陽,其星環主要由冰微粒,岩石與等離子組成。

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

太陽系行星中的老二——土星

在古羅馬神話中它是農神,從這顆行星所採用的名字,它是農業和收穫的神只。在印度占星學,有9個占星用的天體,土星是其中之一,在中國依據五行之說,它被稱為土星。在古希伯來語,土星稱為"Shabbathai",它的天使是卡西爾(Cassiel),意思是智慧之神或有益於身心的;是Agiel(精靈),它更為黑暗的一面就是惡魔(lzaz)。

人們之所以這麼早就能發現土星,是因為土星具有太陽系最絢麗的光環,其他的的星環在它面前簡直是螢火蟲與太陽,其星環主要由冰微粒,岩石與等離子組成。

太陽系行星中的老二——土星

土星環位於土星的赤道面上。在空間探測前,從地面觀測得知土星環有五個,其中包括三個主環(A環、B環、C環)和兩個暗環(D環、E環)。B環寬又亮,它的內側是C環,外側是A環。A、B兩環之間為寬約4800公里的卡西尼縫,是天文學家卡西尼在1675年發現的,產生環縫的原因是因為光環中有衛星運行,衛星的引力造成的。

B環的內半徑91,500公里,外半徑116,500公里,寬度25,000公里,可以並排安放兩個地球。A環的內半徑121,500公里,外半徑137,000公里,寬度15,500公里。

C環很暗,它從B環的內邊緣一直延伸到離土星表面只有12,000公里處,寬度約19,000公里。1969年在C環內側發現了更暗的D環,它幾乎觸及土星表面。在A環外側還有一個E環,由非常稀疏的物質碎片構成,延伸在五、六個土星半徑以外。

1979年9月“先驅者”11號探測到兩個新環──F環和G環。F環很窄,寬度不到800公里離土星中心的距離為2.33個土星半徑,正好在A環的外側。

G環離土星很遠展布在離土星中心大約10~15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅者”11號還測定了A環、B環、C環和卡西尼縫的位置、寬度,其結果同地面觀測相差不大“先驅者”11號的紫外輝光觀測發現,在土星的可見環周圍有巨大的氫雲環本身是氫雲的源。

土星與木星核心類似,現代認為,土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體積聚因此土星有一個直徑2萬公里的岩石核心。這個核佔土星質量的10%到20%,核外包圍著5,000公里厚的冰殼,再外面是8,000公里厚的金屬氫層金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。

不僅核心類似。就連組成的氣體也差不多,土星外圍的大氣層包括96.3%的氫和3.25%的氦,可以偵測到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷。

因此土星與木星一樣,發生著大風暴,最奇怪的是長期出現在78°N附近,圍繞著北極的六邊形漩渦。在北極的六邊形中每一邊的直線長度大約是13800 公里,整個結構以10h39m24s自轉,與行星的無線電波輻射週期一樣,這也被認為是土星內部的自轉週期。這個六邊形結構像大氣層中可見的其他雲彩一樣,在經度上沒有移動。

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

太陽系行星中的老二——土星

在古羅馬神話中它是農神,從這顆行星所採用的名字,它是農業和收穫的神只。在印度占星學,有9個占星用的天體,土星是其中之一,在中國依據五行之說,它被稱為土星。在古希伯來語,土星稱為"Shabbathai",它的天使是卡西爾(Cassiel),意思是智慧之神或有益於身心的;是Agiel(精靈),它更為黑暗的一面就是惡魔(lzaz)。

人們之所以這麼早就能發現土星,是因為土星具有太陽系最絢麗的光環,其他的的星環在它面前簡直是螢火蟲與太陽,其星環主要由冰微粒,岩石與等離子組成。

太陽系行星中的老二——土星

土星環位於土星的赤道面上。在空間探測前,從地面觀測得知土星環有五個,其中包括三個主環(A環、B環、C環)和兩個暗環(D環、E環)。B環寬又亮,它的內側是C環,外側是A環。A、B兩環之間為寬約4800公里的卡西尼縫,是天文學家卡西尼在1675年發現的,產生環縫的原因是因為光環中有衛星運行,衛星的引力造成的。

B環的內半徑91,500公里,外半徑116,500公里,寬度25,000公里,可以並排安放兩個地球。A環的內半徑121,500公里,外半徑137,000公里,寬度15,500公里。

C環很暗,它從B環的內邊緣一直延伸到離土星表面只有12,000公里處,寬度約19,000公里。1969年在C環內側發現了更暗的D環,它幾乎觸及土星表面。在A環外側還有一個E環,由非常稀疏的物質碎片構成,延伸在五、六個土星半徑以外。

1979年9月“先驅者”11號探測到兩個新環──F環和G環。F環很窄,寬度不到800公里離土星中心的距離為2.33個土星半徑,正好在A環的外側。

G環離土星很遠展布在離土星中心大約10~15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅者”11號還測定了A環、B環、C環和卡西尼縫的位置、寬度,其結果同地面觀測相差不大“先驅者”11號的紫外輝光觀測發現,在土星的可見環周圍有巨大的氫雲環本身是氫雲的源。

土星與木星核心類似,現代認為,土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體積聚因此土星有一個直徑2萬公里的岩石核心。這個核佔土星質量的10%到20%,核外包圍著5,000公里厚的冰殼,再外面是8,000公里厚的金屬氫層金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。

不僅核心類似。就連組成的氣體也差不多,土星外圍的大氣層包括96.3%的氫和3.25%的氦,可以偵測到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷。

因此土星與木星一樣,發生著大風暴,最奇怪的是長期出現在78°N附近,圍繞著北極的六邊形漩渦。在北極的六邊形中每一邊的直線長度大約是13800 公里,整個結構以10h39m24s自轉,與行星的無線電波輻射週期一樣,這也被認為是土星內部的自轉週期。這個六邊形結構像大氣層中可見的其他雲彩一樣,在經度上沒有移動。

太陽系行星中的老二——土星

這個現象的規律性的起源仍在猜測之中,多數的天文學家認為是在大氣層中某種形式的駐波,但是六邊形也許是一種新型態的極光。在實驗室的流體轉動桶內已經模擬出了多邊型結構。

土星北極點的六邊形風暴和木星表面的大紅斑一樣是令人著迷的景象。土星上一天的時間很短暫,2013,行星科學家認為,六角形風暴的循環能基本準確地反映出土星一天的時長:10小時39分23秒。與其他的氣體巨星一樣,土星缺少堅實的地表,因此科學家無法利用其地表測量它的自轉週期。此外,土星表層大氣在赤道附近的運動速度也比其在極點附近的運動速度快。

許多行星科學家利用磁場釋放出的無線電推算天體的自轉週期,因為科學家假設這些無線電是從星球的深層內部釋放出來的,那裡的自轉週期更加穩定。然而,對於土星而言,這種推測方法遇到了阻礙:從土星南北半球釋放出的無線電有15分鐘左右的時間差。

相對而言,六角形風暴的循環更加穩定,因此可以作為推斷自轉週期的一個關鍵因素。研究者將卡西尼號土星探測器拍攝到的時間跨度為5年半的圖像結合在一起加以分析,發現六角形風暴的循環週期幾乎不會發生變化。這一發現暗示:可蔓延數百公里的六角形風暴與星球的內部關係密切,因此它是土星真實自轉速度的一個有效標示。

與木星一樣,土星一樣具有極光現象,土星環繞太陽旋轉一週為30年,在公轉一次中僅出現兩次土星雙極光現象。哈勃望遠鏡拍攝的這張圖像顯示土星每個極地同時出現閃亮的極光。這一現象是由於“太陽風”形成的,太陽風是太陽噴射的亞原子帶電粒子流,與土星大氣層的分子發生交互作用。

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

太陽系行星中的老二——土星

在古羅馬神話中它是農神,從這顆行星所採用的名字,它是農業和收穫的神只。在印度占星學,有9個占星用的天體,土星是其中之一,在中國依據五行之說,它被稱為土星。在古希伯來語,土星稱為"Shabbathai",它的天使是卡西爾(Cassiel),意思是智慧之神或有益於身心的;是Agiel(精靈),它更為黑暗的一面就是惡魔(lzaz)。

人們之所以這麼早就能發現土星,是因為土星具有太陽系最絢麗的光環,其他的的星環在它面前簡直是螢火蟲與太陽,其星環主要由冰微粒,岩石與等離子組成。

太陽系行星中的老二——土星

土星環位於土星的赤道面上。在空間探測前,從地面觀測得知土星環有五個,其中包括三個主環(A環、B環、C環)和兩個暗環(D環、E環)。B環寬又亮,它的內側是C環,外側是A環。A、B兩環之間為寬約4800公里的卡西尼縫,是天文學家卡西尼在1675年發現的,產生環縫的原因是因為光環中有衛星運行,衛星的引力造成的。

B環的內半徑91,500公里,外半徑116,500公里,寬度25,000公里,可以並排安放兩個地球。A環的內半徑121,500公里,外半徑137,000公里,寬度15,500公里。

C環很暗,它從B環的內邊緣一直延伸到離土星表面只有12,000公里處,寬度約19,000公里。1969年在C環內側發現了更暗的D環,它幾乎觸及土星表面。在A環外側還有一個E環,由非常稀疏的物質碎片構成,延伸在五、六個土星半徑以外。

1979年9月“先驅者”11號探測到兩個新環──F環和G環。F環很窄,寬度不到800公里離土星中心的距離為2.33個土星半徑,正好在A環的外側。

G環離土星很遠展布在離土星中心大約10~15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅者”11號還測定了A環、B環、C環和卡西尼縫的位置、寬度,其結果同地面觀測相差不大“先驅者”11號的紫外輝光觀測發現,在土星的可見環周圍有巨大的氫雲環本身是氫雲的源。

土星與木星核心類似,現代認為,土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體積聚因此土星有一個直徑2萬公里的岩石核心。這個核佔土星質量的10%到20%,核外包圍著5,000公里厚的冰殼,再外面是8,000公里厚的金屬氫層金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。

不僅核心類似。就連組成的氣體也差不多,土星外圍的大氣層包括96.3%的氫和3.25%的氦,可以偵測到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷。

因此土星與木星一樣,發生著大風暴,最奇怪的是長期出現在78°N附近,圍繞著北極的六邊形漩渦。在北極的六邊形中每一邊的直線長度大約是13800 公里,整個結構以10h39m24s自轉,與行星的無線電波輻射週期一樣,這也被認為是土星內部的自轉週期。這個六邊形結構像大氣層中可見的其他雲彩一樣,在經度上沒有移動。

太陽系行星中的老二——土星

這個現象的規律性的起源仍在猜測之中,多數的天文學家認為是在大氣層中某種形式的駐波,但是六邊形也許是一種新型態的極光。在實驗室的流體轉動桶內已經模擬出了多邊型結構。

土星北極點的六邊形風暴和木星表面的大紅斑一樣是令人著迷的景象。土星上一天的時間很短暫,2013,行星科學家認為,六角形風暴的循環能基本準確地反映出土星一天的時長:10小時39分23秒。與其他的氣體巨星一樣,土星缺少堅實的地表,因此科學家無法利用其地表測量它的自轉週期。此外,土星表層大氣在赤道附近的運動速度也比其在極點附近的運動速度快。

許多行星科學家利用磁場釋放出的無線電推算天體的自轉週期,因為科學家假設這些無線電是從星球的深層內部釋放出來的,那裡的自轉週期更加穩定。然而,對於土星而言,這種推測方法遇到了阻礙:從土星南北半球釋放出的無線電有15分鐘左右的時間差。

相對而言,六角形風暴的循環更加穩定,因此可以作為推斷自轉週期的一個關鍵因素。研究者將卡西尼號土星探測器拍攝到的時間跨度為5年半的圖像結合在一起加以分析,發現六角形風暴的循環週期幾乎不會發生變化。這一發現暗示:可蔓延數百公里的六角形風暴與星球的內部關係密切,因此它是土星真實自轉速度的一個有效標示。

與木星一樣,土星一樣具有極光現象,土星環繞太陽旋轉一週為30年,在公轉一次中僅出現兩次土星雙極光現象。哈勃望遠鏡拍攝的這張圖像顯示土星每個極地同時出現閃亮的極光。這一現象是由於“太陽風”形成的,太陽風是太陽噴射的亞原子帶電粒子流,與土星大氣層的分子發生交互作用。

太陽系行星中的老二——土星

在地球上,極光是帶電粒子沿著地球磁場線進入大氣層形成的奇特現象。天文學家發現該圖像中土星北極和南極極光之間存在細微的差別,其中包含在北極光中的明亮橢圓形狀區域比南極光區域略小,並且光線更強烈一些。這暗示著土星的磁場分佈並不均勻,由於北極磁場更強一些,當太陽粒子穿過北極大氣層時被加速形成能量較高的粒子流。

由哈勃紫外巡天相機在2013年4到5月拍攝的土星北極光景象,經過進一步的研究,科學家發現土星的極光形成原理與地球類似,都是太陽風所攜帶的物質穿越大氣電子層所發。

那麼土星具有生命嗎?與木星一樣,土星內部氣溫過高,而表面溫度過低,也無法承載與地球類似的生命,而其的第六顆衛星,簡稱土衛六的天體,是太陽系唯一一個具有大氣的衛星,反而受到科學家的關注,推測上面可能有生命。

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上一篇我們說到了太陽系最大的行星——木星,這一次要談的自然是第二大的行星——土星,也是一顆主要由氣體組成的星球,所以也叫做“類木行星。”

人們在史前時代就已經知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五顆行星中最遠的一顆,並且有與其特性相符的各式各樣的神話。

太陽系行星中的老二——土星

在古羅馬神話中它是農神,從這顆行星所採用的名字,它是農業和收穫的神只。在印度占星學,有9個占星用的天體,土星是其中之一,在中國依據五行之說,它被稱為土星。在古希伯來語,土星稱為"Shabbathai",它的天使是卡西爾(Cassiel),意思是智慧之神或有益於身心的;是Agiel(精靈),它更為黑暗的一面就是惡魔(lzaz)。

人們之所以這麼早就能發現土星,是因為土星具有太陽系最絢麗的光環,其他的的星環在它面前簡直是螢火蟲與太陽,其星環主要由冰微粒,岩石與等離子組成。

太陽系行星中的老二——土星

土星環位於土星的赤道面上。在空間探測前,從地面觀測得知土星環有五個,其中包括三個主環(A環、B環、C環)和兩個暗環(D環、E環)。B環寬又亮,它的內側是C環,外側是A環。A、B兩環之間為寬約4800公里的卡西尼縫,是天文學家卡西尼在1675年發現的,產生環縫的原因是因為光環中有衛星運行,衛星的引力造成的。

B環的內半徑91,500公里,外半徑116,500公里,寬度25,000公里,可以並排安放兩個地球。A環的內半徑121,500公里,外半徑137,000公里,寬度15,500公里。

C環很暗,它從B環的內邊緣一直延伸到離土星表面只有12,000公里處,寬度約19,000公里。1969年在C環內側發現了更暗的D環,它幾乎觸及土星表面。在A環外側還有一個E環,由非常稀疏的物質碎片構成,延伸在五、六個土星半徑以外。

1979年9月“先驅者”11號探測到兩個新環──F環和G環。F環很窄,寬度不到800公里離土星中心的距離為2.33個土星半徑,正好在A環的外側。

G環離土星很遠展布在離土星中心大約10~15個土星半徑間的廣闊地帶。“先驅者”11號還測定了A環、B環、C環和卡西尼縫的位置、寬度,其結果同地面觀測相差不大“先驅者”11號的紫外輝光觀測發現,在土星的可見環周圍有巨大的氫雲環本身是氫雲的源。

土星與木星核心類似,現代認為,土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體積聚因此土星有一個直徑2萬公里的岩石核心。這個核佔土星質量的10%到20%,核外包圍著5,000公里厚的冰殼,再外面是8,000公里厚的金屬氫層金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。

不僅核心類似。就連組成的氣體也差不多,土星外圍的大氣層包括96.3%的氫和3.25%的氦,可以偵測到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷。

因此土星與木星一樣,發生著大風暴,最奇怪的是長期出現在78°N附近,圍繞著北極的六邊形漩渦。在北極的六邊形中每一邊的直線長度大約是13800 公里,整個結構以10h39m24s自轉,與行星的無線電波輻射週期一樣,這也被認為是土星內部的自轉週期。這個六邊形結構像大氣層中可見的其他雲彩一樣,在經度上沒有移動。

太陽系行星中的老二——土星

這個現象的規律性的起源仍在猜測之中,多數的天文學家認為是在大氣層中某種形式的駐波,但是六邊形也許是一種新型態的極光。在實驗室的流體轉動桶內已經模擬出了多邊型結構。

土星北極點的六邊形風暴和木星表面的大紅斑一樣是令人著迷的景象。土星上一天的時間很短暫,2013,行星科學家認為,六角形風暴的循環能基本準確地反映出土星一天的時長:10小時39分23秒。與其他的氣體巨星一樣,土星缺少堅實的地表,因此科學家無法利用其地表測量它的自轉週期。此外,土星表層大氣在赤道附近的運動速度也比其在極點附近的運動速度快。

許多行星科學家利用磁場釋放出的無線電推算天體的自轉週期,因為科學家假設這些無線電是從星球的深層內部釋放出來的,那裡的自轉週期更加穩定。然而,對於土星而言,這種推測方法遇到了阻礙:從土星南北半球釋放出的無線電有15分鐘左右的時間差。

相對而言,六角形風暴的循環更加穩定,因此可以作為推斷自轉週期的一個關鍵因素。研究者將卡西尼號土星探測器拍攝到的時間跨度為5年半的圖像結合在一起加以分析,發現六角形風暴的循環週期幾乎不會發生變化。這一發現暗示:可蔓延數百公里的六角形風暴與星球的內部關係密切,因此它是土星真實自轉速度的一個有效標示。

與木星一樣,土星一樣具有極光現象,土星環繞太陽旋轉一週為30年,在公轉一次中僅出現兩次土星雙極光現象。哈勃望遠鏡拍攝的這張圖像顯示土星每個極地同時出現閃亮的極光。這一現象是由於“太陽風”形成的,太陽風是太陽噴射的亞原子帶電粒子流,與土星大氣層的分子發生交互作用。

太陽系行星中的老二——土星

在地球上,極光是帶電粒子沿著地球磁場線進入大氣層形成的奇特現象。天文學家發現該圖像中土星北極和南極極光之間存在細微的差別,其中包含在北極光中的明亮橢圓形狀區域比南極光區域略小,並且光線更強烈一些。這暗示著土星的磁場分佈並不均勻,由於北極磁場更強一些,當太陽粒子穿過北極大氣層時被加速形成能量較高的粒子流。

由哈勃紫外巡天相機在2013年4到5月拍攝的土星北極光景象,經過進一步的研究,科學家發現土星的極光形成原理與地球類似,都是太陽風所攜帶的物質穿越大氣電子層所發。

那麼土星具有生命嗎?與木星一樣,土星內部氣溫過高,而表面溫度過低,也無法承載與地球類似的生命,而其的第六顆衛星,簡稱土衛六的天體,是太陽系唯一一個具有大氣的衛星,反而受到科學家的關注,推測上面可能有生命。

太陽系行星中的老二——土星

為什麼在衛星中只有土衛六有大氣層呢?這一直是行星物理學家們在思索的問題。有人認為,這可能是土衛六表面溫度高到足以維持相當數量的甲烷和氨氣,以保持與其表面的冰相平衡。也可能是土衛六上的冰含有甲烷和氨,在土衛六的溫度下容易形成大氣。第三種可能是土衛六大氣不會像受木星強磁場那樣,使大氣跑掉。第四種可能是土衛六的質量大,能經受內部的分化,分化出的冰向表面集中,它的引力足以使大部分的氣體不至跑掉。

為了進一步研究土衛六大氣和生命的關係,美國康奈爾大學的行星物理學家卡爾·薩根等人,做了土衛六大氣模擬實驗。研究者認為,土衛六上含有大量氮氣的大氣層,產生了各種各樣的生命前的化學物質。薩根指出:“早期的地球上可能也曾發生過類似的過程。但在土衛六上發生的生命前化學過程,因為那裡的溫度遠低於水的冰點,大概是不會有生命的。”

美國“旅行者1號”也探測過土星,發回的數據卻令人失望,,它發現土星有一層稠密的大氣層和一個液態的表面,其大氣層至少有400公里厚,甲烷成分不到1%,大氣的主要成份是氮,佔98%,還有少量的乙烷、乙烯及乙炔等氣體,表面溫度在-181℃到-208℃之間,液態表面下有一個冰幔和一個岩石核心,未發現存在任何生命的痕跡,但土衛六能向外發射電波,使人感到迷惑。

對宇宙和生命的探索,我們永遠不會停止,隨著科學的發展,相信終有一天我們能揭開那些曾經是迷的難題。


看到的夥伴希望能點個關注,謝謝啦。

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