第10章 土星(1)(1 / 3)

比水還輕

土星被認為是是太陽係中最美麗的行星。它的體積和質量僅次於木星,屬於巨行星。土星在衝日時的視星等為-0.4等,亮度可與天空中最亮的恒星相比。我國古代把土星稱為“鎮星”;西方人叫它“薩圖恩”,這是羅馬神話中農神的名字,並把鐮刀作為土星的天文符號。在望遠鏡中,它那淡黃色的、橘子形狀的星體上漂浮著明暗相間的雲帶,腰間纏繞著一道絢麗多彩的光環,極區呈淺藍色,嫵媚動人。

土星和其他行星一樣,也圍繞太陽在橢圓軌道上運動,土星繞太陽公轉的軌道半徑約為9.54天文距離單位(約14億千米)軌道的偏心率為0.056,軌道麵與黃道麵交角為2°5′,繞太陽公轉一周約29.5年,公轉平均速度約為9.6千米/秒。土星的自轉很快,僅次於木星,其自轉角速度隨緯度不同而不同,在赤道上自轉周期為10小時14分,在緯度60°處為10小時40分。由於快速自轉,使得它的形狀變扁,是太陽係行星中形狀最扁的一個。土星表麵也有沿赤道伸展的條紋帶,表麵為雲層所覆蓋。

用天文望遠鏡觀察土星,看到的是一個帶光環的天體。土星的赤道半徑約為6萬千米,其赤道半徑與極半徑相差5000多千米。體積為地球的740倍,質量為地球的95倍。在太陽係的行星中,土星的質量和大小僅次於木星。

平均密度是0.7克/厘米3,比水的密度還要小。由於土星的密度太小,其表麵重力加速度和地球差不多(為地球的1.07)。在土星上,物體要有37千米/秒的速度才能脫離土星,比地球表麵的脫離速度大得多,因此土星能把大量的大氣吸引住。

土星有稠密的大氣,其大氣的主要成分是氫和氦,還有甲烷、氨等。通過天文望遠鏡,我們可以看到土星表麵也有一些明暗交替的帶紋平行於它的赤道麵,帶紋有時也會出現亮斑、暗斑或白斑。白斑的出現不很穩定,最著名的白斑於1933年8月被英國天文愛好者W·T·海用小型天文望遠鏡發現。

此白斑位於土星赤道區,呈蛋形,長度達土星直徑的1/5。以後這塊白斑逐漸擴大,幾乎蔓延到土星的整個赤道帶。

土星有一個光環。它是伽利略於1610年用望遠鏡發現的。當時伽利略把土星光環誤認為是土星左右兩側長出的“耳朵”。在長期的觀測中發現,環帶中間由兩條暗縫分隔成三個環。靠外的A與靠內的B環之間被一條稱為卡西尼的縫(它是1675年由法國天文學家卡西尼發現的)隔開;C環靠近土星本體,但較暗弱。1966年和1969年,天文學家用光電測光方法又發現C環內有一層更暗的D環;A環外又有一層E環,環縫分別命名為“恩克縫”和“法蘭西縫”。A、B、C環為主環,A環寬度為14400千米,B環為25800千米,C環為20800千米,D環幾乎觸及土星表麵,E環延伸到5—6個土星半徑以外。

由於土星的自轉軸相對於公轉軌道有一個26.7°的傾角,因而從地球上看去,有時它的北極斜對著我們而看不到南極,有時則是南極斜對著我們,每29.5年周而複始。每當光環的邊緣與我們的視線趨向一致時,光環越來越變得像一條線;當它與視向完全重合的一段短時間內,光環竟消失不見。這一現象說明,土星的光環雖然很寬,但很薄。

為了探測太陽係外圍空間的物理情況,1973年4月“先驅者11號”上天,1979年9月1日飛臨土星,成為第一個就近探測土星的人造天體。“旅行者”1號、2號在考察完木星後,繼續駛向土星,對土星進行考察。完成考察土星的任務後,“旅行者2號”又繼續飛向天王星和海王星,對它們進行考察。