戴著“草帽”的行星——土星

戴著“草帽”的行星——土星

土星是太陽系八大行星中公認的最美的行星。中國古代稱土星為填星或者鎮星。在古代的西方,人們用羅馬農神薩圖努斯來為其命名。

戴著“草帽”的行星——土星

土星在很多方面都像木星,但又有不少差別。它與木星同屬於巨行星,體積是地球的745倍,質量是地球的95.18倍。在太陽系八大行星中,土星的大小和質量僅次於木星,佔了第二位。

戴著“草帽”的行星——土星

它像木星一樣被色彩斑斕的雲帶所繚繞,並被較多的衛星所恭維。

戴著“草帽”的行星——土星

戴著“草帽”的行星——土星

木星由於快速自轉而呈現出扁球形,其赤道半徑約為60000公里,兩極半徑與赤道半徑之比為0.912。它的平均密度只有0.70克/立方厘米,是八大行星中密度最小的。土星的大半徑和低密度使得其表面的重力加速度和地球表面相近。

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叢土星看地球

戴著“草帽”的行星——土星

(這張照片是美國宇航局的卡西尼探測器於2006年9月份在土星軌道上拍攝的,在這張照片中,地球是一顆不起眼的小小光點。來自加州大學伯克利分校的天文學家傑夫·馬西(Geoff Marcy)推薦了這張照片。)

土星繞著太陽公轉的軌道半徑約為14億公里,公轉一週約為29.5年,土星自轉也很快,而且它的自轉角速度隨緯度而不同,這種差別比木星還大。

土星大氣以氫、氦為主,並且含有甲烷和其他氣體,大氣中漂浮著有稠密的氨晶體組成的雲。從望遠鏡中看去,這些雲像木星的雲一樣排列成彩色的量帶和暗紋,比木星雲帶規則的多,但是色彩則不如木星雲帶那樣的鮮豔。

土星雲帶以金黃色為主,其餘是橘黃色、淡黃色等等,極區呈現綠色,是整個表面最暗的區域。

戴著“草帽”的行星——土星

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土星北極神祕六角形風暴疑為巨型急流

據紅外觀測得知,雲頂溫度為-170度,比木星上低50度,土星表面的溫度約為-140度。土星表面有時會出現白斑,最著名的白斑是1933年8月被英國喜劇演員W·T·海用小望遠鏡發現的,這塊白斑出現在赤道區,呈蛋形,長度達到土星直徑的1/5.以後這個白斑不斷的擴大,幾乎蔓延這個赤道帶。

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新土星風暴

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1937年,維爾特提出關於土星內部結構的模型。這個模型假設土星形成時,起先是土物質和冰物質吸積,繼之是氣體集聚。根據這樣的假設,土星有一個直徑達到20000公里的岩石核心,佔土星質量的15%,而核心外包圍著5000公里厚的冰殼,再往外就是8000公里厚的金屬氫層,金屬氫外就是一個廣延的分子氫層。這個模型沿用至今。

戴著“草帽”的行星——土星

1973年4月,美國發射的“行星探測器先驅者11號”,已經探測到土星的磁場和輻射帶。這個探測器經過漫長的航程後,於1979年八九月間離土星130萬公里處,發現了土星磁場。土星磁場十分特殊,磁場圖像一條大鯨魚,有鈍鼻、鱗莖狀的身軀,兩邊伸出扇形翅膀,後面拖著長尾。

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早在2007年2月,卡西尼號土星探測器穿過土星的磁場區域

戴著“草帽”的行星——土星

土星磁場的範圍比地球磁場的範圍大上千倍,但是比木星磁場小,又沒有木星磁場那麼複雜。和地球、木星。水星的情形不同,土星的磁軸不偏離它的旋轉軸。磁心偏離土星核心22.5公里,而土星的輻射帶強度遠不如地球輻射帶,更不能同木星的相比。

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卡西尼號拍到土星日出時刻

戴著“草帽”的行星——土星

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卡西尼號探測器墜土動畫

在太陽系的行星中,土星的光環最惹人注目,它使得土星看上去就像是戴著一頂漂亮的大草帽。1610年,意大利天文學家伽利略觀察到,在土星的球形本體旁有奇怪的附屬物。1659年,荷蘭學者惠更斯證認出這是離開本體的光環。在以後的二百年間,土星環被看作是一個或者幾個扁平的固體物質盤。直到1856年,英國物理學家麥克斯韋從理論上認證了土星環是無數個小衛星,在土星赤道上繞著土星旋轉的物質系統。

戴著“草帽”的行星——土星

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