(1)土星光環
在太陽係的行星中,土星的光環最惹人注目,它使土星看上去就像戴著一頂漂亮的大草帽。
土星光環到底是什麼?從探測器拍攝的照片上人們驚奇地發現,土星環實際上是由無數條光環組成的,大環套小環,整個光環好像一張巨大的高密紋唱片,一直延伸到土星外32萬公裏的遙遠空間。構成光環的物質是碎冰塊、岩石塊、塵埃、顆粒等。其直徑由1米到1000米大小不等。它們排列成一係列圓圈,繞著土星旋轉。
光環的平麵在土星赤道麵內,與土星的公轉軌道平麵成26度44分的傾角。光環與光環之間相接觸的部分由於摩擦、碰撞生熱融化後,又在低溫環境下很快凝固在一起,這些物質猶如滾雪球一樣越聚越大,最終可以形成直徑數十千米的小衛星。事實上,確實觀察到有的小衛星在光環的邊緣與光環一起繞著土星運轉。
(2)木星的“孿生”兄弟
土星與木星有許多相似之處,簡直像兩個孿生兄弟,在木星光環發現後尤其如此。除了美麗的光環比木星勝過一籌外,土星也是一個“液態巨人”。它的直徑為120536千米,約為木星直徑的五分之四,是地球直徑的9.5倍;它的質量約為木星的三分之一,是地球的95倍;它也沒有固體的表麵,不同的是其液態表麵中不僅有氫,還有氮,土星與木星的相似之處至少還表現在以下幾點:
土星自轉也較快,它自轉一周為0.44401天,約為10小時14分,僅比木星慢幾十分鍾。因此,它也是一個扁球體。
土星的大氣層也與木星大氣層有類似之處,其成分也以氫、氦為主,也含有少量氨和甲烷。在它的大氣層中,不僅有與木星類似的與赤道平行的條狀雲帶,而且也有卵狀的斑塊,不過它不是“大紅斑”,而是白斑。
土星也有磁場,雖不如木星磁場那麼強,但也比地球磁場強千倍。土星的磁極方向也與木星一樣與地球相反,但它的磁軸與自轉軸幾乎重合,二者僅相差不到1度,土星的磁層比木星小,但形狀比較特殊,像一條遊弋在宇宙中的大鯨魚。
土星也存在輻射帶,但其強度比木星弱。土星所發出的能量也比它從太陽得到的大,表明它也像木星一樣有自己的內在能源。
另外,土星也與木星一樣有眾多的衛星,已確定軌道的有18個衛星,成為九大行星中衛星最多的行星。
(3)異彩紛呈的土星之家
在土星的18個衛星中,有9顆是在地球上觀測到的,其他則是由行星探測器發現的。其中土衛一至土衛七及土衛十是規則衛星,其他的都是不規則衛星。
土星家族的衛星大小不一,性狀各異,有的表麵被冰層所覆蓋,有的表麵布滿隕坑,還有的一半黑暗、一半明亮。它們的運動方式也各不相同,有的與土星自轉方向同向旋轉,有的卻逆向而行,更有趣的是幾個衛星同在一條軌道上奔跑,或你追我趕,或結伴而行,或保持一定速度穩步前進。
在眾多的土星衛星中,1655年發現的土衛六最受青睞,它是太陽係中僅次於木衛三的第二大衛星,也是迄今所知太陽係中惟一擁有濃密大氣的衛星。個頭也比水星和冥王星大。土衛六呈橙紅色,有很厚的大氣層,不少人推測土衛六很可能存在著生命。據探測,土衛六的大氣中存在著甲烷和分子氫,它們在太陽紫外線的作用下會產生比較複雜的分子,這些分子沉降在土衛六的表麵,可以堆積成有機層,與地球早期生命起源時的情況類似。
我們企盼著新的土星探測器早日升空,揭開更多的土星之謎。
7.自轉奇特的“逆子”——天王星
迄今,隻有“旅行者2號”探測器光顧過天王星,人們對它的了解還不多。天王星的直徑約51118千米,是地球直徑的4倍。天王星的表麵包圍著很厚的大氣層,由行星探測器得知它的主要成分是氫和氦。雲層下的大地什麼樣還不清楚,推測可能有很厚的冰塊層。
天王星的公轉周期是30685.00天,自轉周期為0.71833天。天王星的自轉很奇特。它的自轉軸不像其他行星那樣大致垂直於公轉平麵,而是幾乎與公轉平麵平行。也就是說,它幾乎“躺”在軌道上,一麵在“地上”打滾,一麵繞太陽公轉。它自轉的方向也與眾不同,是順時針,與公轉方向恰恰相反。和金星一樣,天王星也是太陽係家族的“逆子”。
天王星的射電輻射觀測說明它也有磁場,其磁軸與自轉軸夾角約60度。1986年1月24日,“旅行者2號”越過天王星磁場與太陽風相互作用形成的弓形激波區,測得它的磁層在朝陽麵至少延伸59萬公裏,其磁尾則延伸約600萬公裏。天王星也有與地球類似的輻射帶。