土星(天文学)

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May 26, 2022

土星是太阳系中按距太阳距离排列的第六颗行星,也是仅次于木星的第二大质量行星。平均半径是地球的9.48倍,质量是地球的95倍。土星与木星、天王星和海王星一起被归类为气态巨行星。这个名字来源于罗马神话中的同名神,希腊泰坦克洛诺斯的对应物。它的天文符号 (♄) 是农业之神镰刀的程式化表示。土星由 95% 的氢和 3% 的氦组成,然后是其他元素。由硅酸盐和冰组成的核心被一层厚厚的金属氢包围,因此被气态外层包围。土星大气中的风速可达1800公里/小时。结果明显快于木星上的那些,而比海王星大气中吹出的稍慢。土星有一个广泛而显眼的环系统,主要由冰颗粒和硅酸盐粉末组成。土星拥有 82 颗已知卫星,保持着太阳系中卫星数量最多的记录。其中,土卫六是太阳系中最大的卫星,也是唯一一个拥有重要大气层的卫星。泰坦是太阳系中最大的卫星,也是唯一一个拥有重要大气层的卫星。泰坦是太阳系中最大的卫星,也是唯一一个拥有重要大气层的卫星。

观察

观测土星及其光环的最佳时间是冲日,此时行星的伸长率为 180º,因此土星位于与太阳相对的天空部分。土星在夜空中用肉眼表现为一个明亮的灰点。淡黄色,视星等通常在 1 到 0 之间摆动。它的直径太小,无法感知,肉眼始终表现为一个点,因此您需要至少放大 30 倍的望远镜或双筒望远镜才能区分行星和环的磁盘。土星的公转周期为 29.5 年,大约每 15 年一次,当它位于其轨道上的某些点时,这些环会短暂地从视野中消失,因为从地球上看它们完全被切断了。除了与地球的距离之外,土星的亮度还取决于环的位置:如果它们以有利的方式定向,例如在 2002 年发生的情况,它们会更明显,并有助于显着增加视亮度位于黄道附近的太阳系天体被月球遮蔽。在土星的情况下,这种现象以特定的周期发生:在十二个月的时间里,这颗行星被月球隐藏了十二次,接下来是大约五年的时间,在此期间没有发生掩星。这是因为月球绕地球的轨道相对于地球绕太阳的轨道是倾斜的,并且只有当土星位于月球轨道穿过“黄道平面”时会发生掩星。

观察历史

土星是肉眼可见的行星中的倒数第二,自古以来就为人所知。巴比伦天文学家定期观察并记录这颗行星的运动。在古罗马神话中,这颗行星的名字来源于土星神,是农业之神,被认为相当于希腊泰坦克洛诺斯。希腊科学家托勒密根据土星对冲环时的观测结果计算出土星的轨道。最初,这颗行星在他看来伴随着另外两个天体在两侧,因此他称它为“三体”。随着随后的观察和使用更先进的仪器,环的视角的变化逐渐向他展示了不同的方面,这使他对这个星球进行了奇异的定义。伽利略在他的草图中假设了土星形状的各种解决方案,包括可能与天体表面相切的环。在接下来的几个世纪里,土星成为深入研究的主题。 1649 年,马尔凯地区的望远镜建造者 Eustachio Divini 首次发表了土星环的详细图解;十七世纪中叶的天主教神学家莱昂内·阿拉奇 (Leone Allacci) 异想天开地推测戒指起源于神圣的包皮。 1655 年荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)是第一个猜测伽利略在地球周围看到的天体的环形性质的人,并且还发现了卫星泰坦。 1675 年,乔瓦尼·卡西尼 (Giovanni Cassini) 是第一个假设环的性质并确定了第一个细分或空隙的人,该细分市场今天仍然以他的名字命名。他还发现了其他四颗土星卫星:1671 年的瑞亚,1672 年的土卫八,1684 年的狄俄尼和忒提斯。1859 年苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在理论上证明了这些环的“颗粒”性质。1899 年威廉·亨利·皮克林发现了菲比,一颗不规则的卫星,它不像其他主要卫星那样与土星同步旋转。 Phoebe 是第一颗在逆行轨道上发现的卫星。在二十世纪,对泰坦的研究证实它被厚厚的大气层包围,这是太阳系天然卫星中的独特特征。

宇宙探索

先锋11

1979 年 9 月,先驱者 11 号是第一艘近距离飞越土星的航天器,当时它从行星云层的顶部经过了 20,000 公里。拍摄了这颗行星和它的一些卫星的图像,尽管低分辨率不允许检测表面细节。航天器还研究了行星的环,发现了薄的 F 环,并且在与太阳的高相位角下观察时,暗间隙看起来很亮,这表明它们包含能够散射光的细颗粒。先驱者11号还测量了泰坦的温度。

航海者探测器

航海者一号探测器于 1980 年 11 月访问了土星系统,发送了该行星、其环和主要卫星的第一张高分辨率图像,还与泰坦进行了一次飞越,增加了对其大气层的了解,并证实了其自身在1981 年 8 月,差不多一年后,航海者 2 号继续研究土星系统。他获得了其他几张土星卫星的特写图像,显示了大气和环的一些变化的证据。不幸的是,在飞越期间,相机转盘冻结了几天,一些计划的图像丢失了。然后土星的引力被用来引导探测器朝向天王星。探测器发现了一些在行星环附近或内部运行的新卫星,以及环之间的一些间隙,例如环 B 和环 C 之间的麦克斯韦分部,以及环 A 内的基勒分部。

卡西尼惠更斯号

卡西尼-惠更斯号太空探测器于 1997 年 10 月 15 日发射升空,于 2004 年 7 月 1 日进入土星轨道,目的是研究土星系统,随后将着陆器送往神秘的泰坦表面,由于厚厚的大气层,迄今为止未知覆盖土星主卫星的毯子自2005年初以来,卡西尼号探测到土星大气层中的雷击,其强度大约是地球闪电的1000倍。 2006 年,美国宇航局报告说,卡西尼号在土卫二上发现了液态水的证据,它通过间歇泉从冰冻的表面下方泄漏。卡西尼号的图像显示,来自月球南极地区的冷冻粒子喷射流最终进入土星轨道。根据一些科学家的说法,太阳系中的其他卫星可能在地表以下有液态水海洋,但在土卫二的情况下,这些可能仅在冰冻表面以下几十米处。 2011 年 5 月,美国宇航局科学家表示土卫二可能是太阳系中人类已知的最适合生命居住的地方。卡西尼号多年来的发现不计其数:在 2006 年至 2007 年间,他们在地球上发现了碳氢化合物的湖泊和海洋。泰坦,其中最大的是里海的大小。 2006年10月,飞船在土星南极记录了一场巨大的风暴。在发现八颗新卫星后,卡西尼号的主要任务于2008年结束。然而,它首先延长至 2010 年,然后延长至 2017 年。 2013 年 4 月,卡西尼号在地球北极发送了一场巨大飓风的图像,比地球上观测到的飓风大 20 倍,风速超过 530 公里/小时2013 年 7 月 19 日,美国宇航局首次提前宣布,将从外太阳系向地球拍摄一系列照片:卡西尼号,位于土星圆盘后面以避免眩光。 15亿公里的距离。从那个距离看,地球看起来是一个小蓝点,旁边还有一个更小的白点(月球)。比地球上看到的大20倍,风速超过530公里/小时。2013年7月19日,美国宇航局首次宣布将从外太阳系向地球拍摄一系列照片:卡西尼号在土星圆盘后面以避开太阳的眩光,从 15 亿公里的距离使地球和月球永生。从那个距离看,地球看起来是一个小蓝点,旁边还有一个更小的白点(月球)。比地球上看到的大20倍,风速超过530公里/小时。2013年7月19日,美国宇航局首次宣布将从外太阳系向地球拍摄一系列照片:卡西尼号在土星圆盘后面以避开太阳的眩光,从 15 亿公里的距离使地球和月球永生。从那个距离看,地球看起来是一个小蓝点,旁边还有一个更小的白点(月球)。从 15 亿公里的距离使地球和月球永生。从那个距离看,地球看起来是一个小蓝点,旁边还有一个更小的白点(月球)。从 15 亿公里的距离使地球和月球永生。从那个距离看,地球看起来是一个小蓝点,旁边还有一个更小的白点(月球)。

轨道参数

土星以 1,427 × 109 公里的平均距离绕太阳运行,在 29,458 个地球年中完成一整圈。它的轨道相对于黄道倾斜 2.488º,偏心率为 0.0560。在它的远处,太阳的光强度比地球上的光弱 100 倍。自转轴倾斜 26.731°,使行星的季节循环或多或少类似于地球和火星的季节循环,但更更长。土星绕地轴自转的周期因高度而异;赤道地区的上层需要 10.23378 小时才能完成一次完整的公转,而地核和地幔自转则需要 10.67597 小时。 2007 年 3 月发现行星无线电发射的变化与自转速度不符土星。这种变化可能是由土卫二表面上的间歇泉活动引起的。通过这种活动排放到土星轨道上的水蒸气对行星的磁场造成障碍,使其相对于行星的自转速度减慢。土星自转周期的最新估计,基于卡西尼号、航海者号和先锋探测它是在 2007 年 9 月报道的,相当于 10 小时 32 分 35 秒。根据 Cassini、Voyager 和 Pioneer 探测器进行的各种测量的平均值,它是在 2007 年 9 月报告的,相当于 10 小时 32 分 35 秒。根据 Cassini、Voyager 和 Pioneer 探测器进行的各种测量的平均值,它是在 2007 年 9 月报告的,相当于 10 小时 32 分 35 秒。

物理特性

土星的质量是地球的 95.181 倍,体积是地球的 744 倍,是太阳系中仅次于木星的第二大行星。它被归类为气态巨行星,因为外层主要由气体组成,虽然它可能有一个实心的核心,但它没有明确的表面。土星在两极处明显变平,其赤道和极地直径(分别为 120536 公里和 108728 公里)相差近 10%。这种形状是其快速旋转和化学成分的结果,在太阳系中密度最低,容易变形。其他行星,尤其是气态巨行星,也以类似的方式变形,但方式不太明显。土星也是太阳系中唯一一颗平均密度低于水的行星:只有 0.69 g / cm³。实际上,平均值是行星大气中非常低的密度和内部较高密度的组合,肯定大于水的密度。对于这些值,假设行星有一个不是特别大的岩石和金属核心。土星的质量是地球的 95 倍,与木星一起占太阳系行星总质量的 92%。对于这些值,假设行星有一个不是特别大的岩石和金属核心。土星的质量是地球的 95 倍,与木星一起占太阳系行星总质量的 92%。对于这些值,假设行星有一个不是特别大的岩石和金属核心。土星的质量是地球的 95 倍,与木星一起占太阳系行星总质量的 92%。

内部结构

土星的内部结构与木星非常相似,其成分与太阳相似,由 75% 的氢和 25% 的氦组成,并含有微量的水、甲烷和氨。在外层有一个大气层,其中明暗带平行于赤道交替出现,伴随着气旋扰动和云层的形成;整个区域在下面的区域降解,在密度高于 0.01 g/cm3 时,氢变成液体。行星内部的温度、压力和密度随着它向核心移动而不断增加,而在行星的更深层,氢变成金属。行星的中心是地核。标准行星模型表明,在土星内部有一个小的岩石核心,其成分与地球核心相似,但密度更大。 2004年,法国天文学家迪迪埃·索蒙(Didier Saumon)和特里斯坦·吉约特(Tristan Guillot)估计土星核心的质量在地球质量的9-22倍之间,相当于直径约2.5万公里;在核心中,它的温度接近 12 000 °C,压力达到 1000 万个大气压。核心周围是一层厚厚的液态金属氢,然后是一层由分子氢和氦组成的液态层,随着高度的增加,它们会变成气体。最外层延伸超过 1,000 公里,由气态大气组成。土星和木星一样,辐射的红外辐射能量是从太阳接收的能量的两倍多。只有一部分能量可归因于开尔文-亥姆霍兹机制;可以解释产生的热量的另一种机制是内部的“氦雨”:比氢重的氦滴沉入下面的液态海洋并压缩,释放热量向高处迁移到大气中,在那里它可以逃到外太空。

大气层

土星的外层大气由 96.3% 的氢和 3.25% 的氦组成。氦的百分比远低于该元素在太阳中的丰度。比氦重的元素的数量尚不清楚。重元素的质量是从太阳系形成的模型中推导出来的,在土星的情况下,估计是地球质量的 19-31 倍,其中很大一部分位于行星区域土星还发现了氨、乙炔、乙烷、丙烷、磷化氢和甲烷的痕迹。上面的云由氨晶体组成,这使它具有典型的淡黄色外观,而较低层的那些似乎由氢硫化铵 (NH4SH) 或水组成。来自太阳的紫外线辐射导致上层大气中甲烷的光解,导致碳氢化合物与大气涡流向下产生的产物发生一系列化学反应。这个光化学循环受土星一年一度的季节循环支配。

乐队

土星的大气层显示出类似于木星的带,但在赤道附近更暗、更宽。大气层(点、云)非常微弱,以至于在航海者号探测器到达之前从未被观测到。从那时起,地面和轨道上的望远镜已经改进到可以对土星的大气特征进行定期观测的地步。已经发现了与木星非常相似的长寿命椭圆形风暴。 1990 年,哈勃太空望远镜在行星赤道附近观测到了一个巨大的白云,1994 年又观测到了另一个。云的成分随着深度和压力的增加而变化。在上层,温度在 100-160 K 之间,压力在 0.5 和 2 bar 之间,云是由冷冻氨组成的。下降到土星大气层的是水冰云,压力在 2.5 到 9.5 巴之间,温度在 185 到 270 K 之间。下面是氢硫化物层。冷冻铵,压力在 3-6 巴之间,温度在 290 到 235 之间K. 最后,在压力约为 10-20 bar 和温度为 270-330 K 的较低层中,有一个由水滴与水溶液中的氨混合而成的复合区。木星大气之间的显着差异而土星则是存在明暗带,特别是在赤道,第一条非常明显,另一条极其柔和,几乎没有对比。原因是一层更厚的雾霾笼罩着部分土星的高层大气,可能是由于较低的温度(高层大气为 130 K)造成的,这有利于形成比木星更深的云层。尽管如此,土星大气中还是会遇到非常强的风,在赤道附近的风速高达 1800 公里/小时。还有气旋,尤其是在高纬度地区,持续时间相对较短,例如哈勃太空望远镜在1990年拍摄的气旋,大白斑的典型例子,在北半球土星夏季形成的临时风暴,并且还在 1876 年、1903 年、1933 年和 1960 年观察到,在航海者号探测器通过期间不存在。这有利于形成比木星更深的云。尽管如此,土星大气中还是会遇到非常强的风,在赤道附近的风速高达 1800 公里/小时。还有气旋,尤其是在高纬度地区,持续时间相对较短,例如哈勃太空望远镜在 1990 年拍摄的气旋,大白斑的典型例子,在北半球土星夏季形成的临时风暴,并且还在 1876、1903、1933 和 1960 年观察到,在航海者探测器通过期间不存在。这有利于形成比木星更深的云。尽管如此,土星大气中还是会遇到非常强的风,在赤道附近的风速高达 1800 公里/小时。还有气旋,尤其是在高纬度地区,持续时间相对较短,例如哈勃太空望远镜在 1990 年拍摄的气旋,大白斑的典型例子,在北半球土星夏季形成的临时风暴,并且还在 1876、1903、1933 和 1960 年观察到,在航海者探测器通过期间不存在。就像哈勃太空望远镜在 1990 年拍摄的那个,大白斑的典型例子,在北半球土星夏季形成的临时风暴,也在 1876、1903、1933 和 1960 年观测到,在大白斑期间不存在航海者号探测器的通过。就像哈勃太空望远镜在 1990 年拍摄的那个,大白斑的典型例子,在北半球土星夏季形成的临时风暴,也在 1876、1903、1933 和 1960 年观测到,在大白斑期间不存在航海者号探测器的通过。

土星六边形

八十年代,航海者计划的两个探测器拍摄到了位于北纬 78 度的行星北极附近的六边形结构,随后卡西尼号探测器也观察到了这种结构。六边形的每一边长约 13,800 公里,超过地球的直径。整个结构在太阳系中独一无二,自转周期为 10 小时 39 分 23 秒,相当于无线电发射场的自转周期,假设等于土星内部部件的自转周期.这种六边形结构不像可见大气中的其他云那样在经度上移动,而且随着时间的推移似乎非常稳定。这种规则几何形状存在的原因尚不清楚。但似乎与土星的无线电发射及其极地极光活动无关。

南极气旋

哈勃太空望远镜在 1997 年至 2002 年间观测到南极附近的急流,但没有与北极六边形相比的结构。2006 年 11 月,美国宇航局报告说,使用卡西尼号航天器的图像观察到了一场以南极为中心的飓风,飓风的风眼清晰可见。这一发现具有相当重要的意义,因为除了地球之外,太阳系中从未观察到具有所谓“眼睛”的气旋,甚至在伽利略号航天器近距离观察木星大红斑时也没有观察到。气旋可能已经存在了数十亿年,大约有地球那么大,在气旋内部,风速为 550 公里/小时,也就是说,其速度是 5 级陆地飓风的两倍。

磁场

土星磁层的存在是在1979年由先驱者11号探测器确定的,形状简单对称,赤道处的强度为0.2高斯(20μT),约为木星的二十分之一,甚至略弱于地球磁场.当航海者 2 号进入土星的磁层时,太阳风的强度很高,磁层只延伸到 19 条土星射线,即 110 万公里。它的起源与木星一样,是由于内部的液态氢层行星,在那里经常产生放电,并以高速旋转。另一个解释其弱磁层的因素来自它的方向,它几乎与行星的自转轴重合,与木星的 10° 偏差仅 1°。磁层由环面形状的辐射带组成,其中发现了电子和电离原子核。整个延伸超过200万公里,甚至在与太阳相反的方向延伸,磁层和电离层之间的相互作用产生了环绕两极的极光。这些极光也被哈勃太空望远镜拍摄到。在其卫星之间还观察到了由于磁场引起的其他相互作用:由氢原子组成的云,从泰坦轨道到瑞亚轨道,以及一个等离子体盘。也是由氢和氧离子形成的,从忒提斯的轨道延伸到几乎泰坦的轨道。磁层由环面形状的辐射带组成,其中发现了电子和电离原子核。整个延伸超过200万公里,甚至在与太阳相反的方向延伸,磁层和电离层之间的相互作用产生了环绕两极的极光。这些极光也被哈勃太空望远镜拍摄到。在其卫星之间还观察到了由于磁场引起的其他相互作用:由氢原子组成的云,从泰坦轨道到瑞亚轨道,以及一个等离子体盘。也是由氢和氧离子形成的,从忒提斯的轨道延伸到几乎泰坦的轨道。磁层由环面形状的辐射带组成,其中发现了电子和电离原子核。整个延伸超过200万公里,甚至在与太阳相反的方向延伸,磁层和电离层之间的相互作用产生了环绕两极的极光。这些极光也被哈勃太空望远镜拍摄到。在其卫星之间还观察到了由于磁场引起的其他相互作用:由氢原子组成的云,从泰坦轨道到瑞亚轨道,以及一个等离子体盘。也是由氢和氧离子形成的,从忒提斯的轨道延伸到几乎泰坦的轨道。磁层和电离层之间的相互作用导致极地周围的极光。这些极光也被哈勃太空望远镜拍摄到。在其卫星之间还观察到了由于磁场引起的其他相互作用:由氢原子组成的云,从泰坦轨道到瑞亚轨道,以及一个等离子体盘。也是由氢和氧离子形成的,从忒提斯的轨道延伸到几乎泰坦的轨道。磁层和电离层之间的相互作用导致极地周围的极光。这些极光也被哈勃太空望远镜拍摄到。在其卫星之间还观察到了由于磁场引起的其他相互作用:由氢原子组成的云,从泰坦轨道到瑞亚轨道,以及一个等离子体盘。也是由氢和氧离子形成的,从忒提斯的轨道延伸到几乎泰坦的轨道。Rea 的轨道是一个等离子体圆盘,同样由氢和氧离子组成,从忒提斯的轨道几乎延伸到泰坦的轨道。Rea 的轨道是一个等离子体圆盘,同样由氢和氧离子组成,从忒提斯的轨道几乎延伸到泰坦的轨道。

戒指

土星有一个行星环系统,由数百万个小冰天体组成,大小从微米到米不等,在其赤道平面上绕行星运行,并组织成一个扁平的环。由于土星的旋转轴相对于其轨道平面倾斜,因此土星环也倾斜。早在 1859 年,苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)就在理论上证明了环的这种“粒状”性质,不到地月距离的三分之一。它们的厚度被认为平均只有 10 米。他们的发现归功于克里斯蒂安·惠更斯 (Christiaan Huygens),于 1655 年;以前伽利略伽利莱已经注意到行星两侧有一些不寻常的突起,但是他的望远镜的低倍率和土星当时的特殊位置,环排列在地球观察者的尖端,因此几乎看不见,没有允许清楚地区分形状。环分为七个带,由几乎空的分区隔开。波段和分裂的组织是由复杂的动力学产生的,仍然没有很好地理解,但所谓的牧羊卫星,即在环内或环外轨道运行的土星卫星,肯定会发挥作用。未知。在这方面有两个主要假设:它们是土星卫星遭到破坏的结果,由与彗星或另一颗卫星的碰撞引起,或者它们是形成土星的材料的“剩余物”,无法将自身组装成一个单一的天体。环中部的部分冰来自土卫二的冰火山喷发。过去,天文学家认为环是在数十亿年前与行星一起形成的,但最近的研究似乎表明环的年龄可能只有几亿年。过去,天文学家认为环是在数十亿年前与行星一起形成的,但最近的研究似乎表明环的年龄可能只有几亿年。过去,天文学家认为环是在数十亿年前与行星一起形成的,但最近的研究似乎表明环的年龄可能只有几亿年。

作品

主环的组成,前四个发现,环A,B,C和D是99%以上的冰团形式的纯水,这使它们具有非凡的光彩,尺寸平均在1厘米之间和 10 米。环的厚度从10米到一公里不等,因此观察起来很薄。这些颗粒的密度因环而异,也在环本身内变化,从每平方厘米 40-140 克的值到所谓的分部或分离的值大约为零:将物质分开的空白空间环或环内,可能是由牧羊人卫星的引力共振游戏产生的。一些更大的冰团可能会稍微改变环的均匀性。数百米量级的聚集体被定义为“小月体”(英文中的moonlet),望远镜甚至迄今为止访问过这颗行星的探测器都看不到它们,而是会产生扰动,产生光影变化仅在土星年的特定时间可见。美国宇航局估计,这些环可以“隐藏”数百万颗小卫星。隐藏“数百万个 minilunes。隐藏“数百万个 minilunes。

菲比的戒指

2009 年 10 月,斯皮策太空望远镜发现了此前观测到的最大土星环。这个巨大的环位于土星系统的外围,在一个与七个主环系统平面成 27° 倾斜的轨道上。新的戒指,据信起源于菲比,由冰和尘埃在-157°C的温度下以颗粒状态组成。虽然这个环非常大,但只能在红外光谱中检测到,因为它不反射可见光。环的质量始于距行星约 600 万公里的距离,并延伸至 1190 万公里。这一发现可能对解决与 Iapetus 卫星着色相关的问题具有决定性意义:天文学家认为,土星环的粒子(就像菲比一样)以逆行的方式绕土星运行,当土卫八在轨道运动过程中穿过环时,会与土卫六的表面发生碰撞。

天然卫星

土星拥有大量天然卫星,82颗,其中12颗是在2005年由日本斯巴鲁望远镜发现的,另外15颗是在2006年至2009年间发现的。截至2014年5月,其中只有53颗有专有名称。很难精确地量化它们的数量,因为从技术上讲,构成土星环的所有微小冰体都被认为是卫星。许多卫星都非常小:其中 34 颗的直径小于 10 公里,而 14 颗的直径小于 50 公里。传统上,土星的大部分卫星都带有希腊神话中泰坦的名字。当泰坦的名字在 20 世纪用尽时,卫星的名字取自希腊和罗马神话中的人物或其他神话中的巨人。所有不规则卫星(除了菲比)都以因纽特人神话、凯尔特人神话和北欧神话中的冰巨人的神灵命名。迄今为止最有趣的土星卫星是泰坦,太阳系中唯一拥有稠密大气层的卫星,单独构成超过 95% 的质量围绕土星运行,包括土星环。土卫六也是克里斯蒂安·惠更斯于 1655 年发现的第一颗土星卫星。乔瓦尼·卡西尼 (Giovanni Cassini) 于 1671 年至 1684 年间发现了 Teti、Dione、Rea 和 Giapeto。一个多世纪前,威廉·赫歇尔于 1789 年发现土卫一和土卫二,而海波龙于 1848 年由 WC 邦德、GP 邦德和威廉·拉塞尔发现,并且是最后一个通过光学望远镜直接观察发现的.1899 年,威廉·亨利·皮克林 (William Henry Pickering) 通过使用长曝光照相底版已经发现了菲比。 1966 年发现了 Janus,这让当时的天文学家非常头疼:从观测中获得的数据给出了与土星的周期和距离不相容的值。仅在 1978 年,有人假设另一颗天然卫星可能存在共享同一轨道,这是对观察到的现象的唯一可能解释。 1980 年,航海者 1 号探测器证实了埃庇米修斯与 Janus 在同一轨道上的存在,这是太阳系中唯一两颗卫星共享同一轨道的情况。大量卫星和环的存在使土星系统的动力学非常复杂。环受卫星运动的影响,这会导致明显的分裂或间隙,土星的潮汐力会对小卫星的轨道产生干扰影响。土星的卫星根据环绕地球的轨道大致可分为十组。除了环的小卫星、牧羊人卫星、共轨卫星和不规则卫星外,大卫星基本上分为“内部”和“外部”:内部卫星轨道在细长的E环内和之间其中包括土卫一、土卫二、忒提斯和狄俄涅,其轨道的特点是轨道偏心率低,轨道倾角小于 1.5°,但土卫二除外,其倾角为 7.57°。伟大的外卫星,瑞亚、泰坦、海波龙和土卫八,轨道在E 形环通常具有明显更高的倾角和轨道偏心率。最大的不规则卫星是菲比,它的直径为 220 公里,半长轴近 130 万公里,轨道周期为 18 个月。一个多世纪以来,直到 2000 年,它被认为是距离土星最远的卫星,直到发现了其他几个最外围的小卫星。以前被认为是一颗小行星,卡西尼号探测器揭示了它的性质:它是一个由冰和岩石组成的天体,类似于冥王星和海卫一,可能是现在形成柯伊伯带的冰天体的一部分。当气态巨行星,尤其是木星的引力相互作用时,菲比被困在土星的引力场中,将大部分冰冻的小行星喷射到外太阳系。

文化中的土星

神话宗教意义

土星这个名字来源于罗马的农业之神,对应于希腊泰坦克洛诺斯(或克洛诺斯)。然而,土星与肉眼可见的其他行星一样,自古以来就为人所知:在美索不达米亚的宗教中,它被称为 Ninib,或 Ninurta,“太阳神”的后裔和正义的守护者 Šamaš。与希腊罗马人的“后继者”克洛诺斯和土星一样,他是农神,而且他是人类免受恶魔疾病的保护神。在古希伯来语中,土星被称为Shabbathai,他的天使是Cassiel。他的智慧或有益精神是Agiel(layga),他的精神(黑暗方面)是Zazel(lzaz)。在奥斯曼土耳其语、乌尔都语和马来语中,他的名字是“Zuhal”,源自阿拉伯语 زحل。星期六,星期几,在古罗马时代(土星去世),它就已经与土星联系在一起了,他们认为这是行星周的第一天,这一传统可能源自犹太人的传统。这颗行星传统上被认为是“冷”的,因为它是当时已知的最远的行星,它也与星期六吃冷餐的犹太传统有关。即使在英语国家的现代时代,采用罗马传统,土星也与星期六(星期六)有关。这也与星期六吃冷餐的犹太传统有关。即使在英语国家的现代时代,采用罗马传统,土星也与星期六有关。这也与星期六吃冷餐的犹太传统有关。即使在英语国家的现代时代,采用罗马传统,土星也与星期六(星期六)有关。

在占星术中

在西方占星术中,土星与剥夺、毅力、逻辑、严肃、老年有关,并调节个人的责任及其与外部世界的平衡关系。显然是严重和消极的,但它通过帮助自我控制克服危机时刻来帮助内在成长。它落入水瓶座(夜间家庭)和摩羯座(白天家庭),在天秤座获得提升,在巨蟹座和狮子座流亡,落入白羊座。在医学占星学中,土星调节生理和细胞机制。它象征寒冷,因此会减慢有机体的功能,使其当地人长寿。在印度教中,有九个占星术对象,称为 Navagrahas。土星,其中之一,土星被称为“沙尼”,根据生活中的行为来判断人。在中国古代和日本文化中,土星是“土星”。这种分类基于传统上用于对自然元素进行分类的五个元素。

作品

这颗行星出现在神曲中,特别是在天堂二十一颂中,它代表第七天堂,以冥想和沉思为特征。

在科幻作品中

自古以来,土星就经常在文学作品中被提及,尽管在过去它的占星意义比科幻小说中更多地被提及。在伏尔泰关于 1752 年 Micromega 的故事中,来自天狼星的同名主人公首先抵达土星并与拥有 72 种感官并活了 15,000 年的居民成为朋友,之后继续与其中一个人前往地球的旅程。在《埃托雷·瑟瓦达克历险记》(The Adventures of Ettore Servadac,1877 年)中,儒勒·凡尔纳 (Jules Verne) 描述了乘坐彗星穿越太阳系的旅程,远至土星。小说中的插图将它呈现为一颗表面为岩石和荒芜的行星,配备了 8 颗卫星和 3 个环。在约翰·雅各布·阿斯特四世 (John Jacob Astor IV) 于 1894 年的其他世界之旅中,来自地球的探险者从木星到达土星,木星是一个与古代地球非常相似的热带丛林世界,发现这颗行星是黑暗、干燥和垂死的。土星唯一的居民是巨大的幽灵般的生物,它们通过心灵感应进行交流并可以预测未来。 当 20 世纪现代科学证实土星是一颗没有固体表面、大气层对生命充满敌意时,作者注意到科幻作品在其卫星上移动得更多,土星实际上不再被视为科幻故事的场景。例如,艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在《幸运之星》和《土星环》中广泛提到了这些环,而将续集设定在卫星土卫一和泰坦上。 2001 年的小说:太空漫游 (1968),由亚瑟·C·克拉克 (Arthur C. Clarke) 撰写,是同名电影剧本第一版的基础,以土星系统结束,恰好在卫星 Iapetus 上结束。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地点位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。根据同名电影剧本的第一个版本,它以土星系统结束,恰好在卫星 Iapetus 上结束。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。根据同名电影剧本的第一个版本,它以土星系统结束,恰好在卫星 Iapetus 上结束。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地点位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。它以土星系统结束,恰好在卫星土卫八上。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。它以土星系统结束,恰好在卫星土卫八上。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。取而代之的是,这部电影和本书的续集都设置在木星系统中。近期将土星作为主要场景的作品是 Saturn Rukh (1997),Robert L. Forward 的小说,其中人类远征土星试图与巨大的生物接触,称为“Rukh”,他们生活在即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身更多地被提及,如在 1980 年斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影《土星 3》(Saturn 3) 中,拍摄地位于第三颗卫星上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。其中,人类对土星的探险试图与漂浮在行星大气层中的巨大生物“鲁克”取得联系。即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身被提及的次数更多,就像在土星 3 中一样,一部 1980 年由斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影,背景设定在第三个月亮上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。其中,人类对土星的探险试图与漂浮在行星大气层中的巨大生物“鲁克”取得联系。即使在电影中,土星的卫星系统也比行星本身被提及的次数更多,就像在土星 3 中一样,一部 1980 年由斯坦利·多南 (Stanley Donen) 执导的电影,背景设定在第三个月亮上。卫星的名称没有被提及,应该是 Teti,尽管一些评论提到泰坦是一个场景。尽管一些评论提到泰坦是一个场景。尽管一些评论提到泰坦是一个场景。

笔记

对文本来源的注释

参考书目

总称

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特定标题

在太阳系

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相关项目

太阳系 土星轨道参数 土星大气 土星六边形 土星内部结构 土星磁层 土星自然卫星 土星环 科幻小说中的土星(占星术)

其他项目

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外部链接

NASA 的土星情况说明书,位于 nssdc.gsfc.nasa.gov。2005 年 12 月 28 日检索(从 2011 年 8 月 21 日的原始网址存档)。(CN) 土星的季节变化,在 hubblesite.org。(CN) A Trip Into Space - 土星的描述和图像,在 vias.org。(IT) 土星,行星的身体,在 ps-mix.it 上。