什麼是土星？概念、它的衛星、土星環和其他特徵

我們解釋關於土星、它的衛星、土星環和其他特徵的一切。還有它的太空探索。

來自土星大氣層的風形成了從地球上可見的條紋。

土星是什麼？

土星是太陽系中第二大行星，依太陽的距離排列第六，距離這顆發光恆星 14 億公里。它的成分是氣態的，並且是第一顆被觀察到由冰、岩石和塵埃組成的環的行星（木星和海王星的環是最近被發現的）。

土星的起源尚不確定，但科學家堅持認為它是在太陽系誕生之初（約 45 億年前）形成的，當時引力吸引了氣體和塵埃的漩渦，產生了巨大的氣態質量。大約 40 億年來，這顆行星一直處於目前的位置，即相對於太陽而言位於第六位。

它的名字出現在希臘人和羅馬人時代，他們從蘇美人那裡繼承了有關天文學和天空的知識。土星是羅馬農業之神，朱庇特的父親。由於與木星相比，土星距離太陽更遠，古代天文學家稱之為「父親」。

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土星的特徵

土星由氣體（主要是氫和氦）組成，其體積是地球的755倍，密度為每立方厘米0.687克（密度小於水）。假設行星落在一片巨大的海洋上，它不會下沉，而是會漂浮。

該行星沒有固體表面，除了一些散佈在氣態表面上的氨或硫氫化氨的凍結雲。

在其核心附近的深處，氫被壓縮到變成液體的程度。它的核心似乎更重、岩石更堅硬，由鐵和矽酸鹽等金屬元素組成。

大氣中產生的風速可達每小時 1,800 公里，當與地球內部產生的熱量融合時，會形成從地球上可見的黃色和金色帶（透過望遠鏡觀察時）。其表面平均溫度為攝氏-130度。

土星繞著自身軸旋轉一週（自轉運動）需要 11 個地球小時，大約需要 29 年才能繞著太陽運行一週（平移運動）。它的軸相對於太陽軌道的傾角為26.73度（類似地球軸的傾角23.5度）。

土星衛星

與其他衛星不同，土衛六有大氣層。

土星有 53 顆天然衛星和至少 29 顆衛星，它們仍在繼續研究以驗證它們是否是衛星（即尚未確認它們是否仍保持在圍繞行星的恆定軌道上）。

土星的衛星種類繁多，有些是由氣體組成並覆蓋著薄霧（如泰坦），有些是由佈滿隕石坑的固體表面組成（如菲比）。普羅米修斯和潘朵拉是兩顆較小的衛星，它們在環系統附近運行，並由於自身的引力而有助於塑造光環的結構。

最大的衛星是土衛六 ，其特點是擁有大氣層（富含甲烷），這對於月球來說是不尋常的。屬於最大衛星組的其餘衛星有：土衛一、土衛二、特提斯、土衛一、土衛五、海伯利安、土衛八和菲比。

科學家們正在特別研究土衛六（因為它是最大的衛星，並且因其大氣層而臭名昭著）、土衛二（因為其表面淺層可能含有液態水）以及亥伯龍和土衛八（其特點是幾乎全部含有冰水）。

土星環

土星環系統主要由水冰和各種大小的岩石碎片組成。它們分佈在由「卡西尼分區」分隔的兩組中：A環（外環）和B環（內環），根據它們與行星表面的距離而定。

該分界線的名稱源自於其發現者喬瓦尼·卡西尼 (Giovanni Cassini)，他是一位義大利法國天文學家，於 1675 年探測到了寬 4,800 公里的分界線。 B 組由數百個環組成，其中一些是橢圓形的，由於環和衛星之間的引力相互作用而顯示出密度波動的變化。

此外，還有一些被稱為「徑向楔子」的暗結構，它們以與環材料其餘部分不同的速度繞行星旋轉（它們的運動受行星磁場控制）。

徑向楔形的起源仍然未知，它們可能以靜止的方式出現和消失。根據2005年卡西尼號太空船探險隊獲得的數據，環周圍有一層大氣，主要由分子氧組成。

直到 2015 年，有關土星環如何產生的理論都未能解釋小冰粒的存在。科學家羅賓·卡納普（Robin Canup）發表了她的理論，即在太陽系誕生期間，土星的一顆衛星（由冰和岩石核心組成）沉入地球，引起了碰撞。

結果，巨大的碎片被噴射出來，直到形成一種由各種粒子組成的光暈或環，這些粒子繼續相互撞擊，同時在行星軌道上對齊，直到形成今天已知的大環。

土星太空探索

航行者號探測器證實這些環是由小顆粒組成的。

有證據表明，公元前700年，亞述人將這顆有環的行星描述為夜間的閃光，並將其稱為「尼尼布之星」。西元前400年左右，古希臘天文學家將克洛諾斯命名為他們認為的一顆流浪星，然後羅馬人將其更名為土星，即木星的父親。

1610年，伽利略·伽利雷透過望遠鏡觀察，發現了兩個與這顆行星相伴的天體，並將其稱為「三重行星」。伽利略無法辨識這兩個物體的形狀，但他能夠注意到它們相對於天體保持在適當的位置。

當時困擾科學家的一個巨大未知是，這些物體如何能夠留在土星周圍而不與土星分離或相撞。

1659年，天文學家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）用強大的望遠鏡成功地識別出土星周圍的兩個物體是扁平的環。 1857 年，科學家詹姆斯·克拉克·馬克思韋爾 (James Clerk Marxwell) 使用數學公式預測，環的組成由許多小顆粒組成。

1979年，美國太空總署發射的「航海家號」探測器首次抵達土星，並成功收集到足夠的資訊來證實馬克思韋爾的理論。

1997年，卡西尼-惠更斯號探測器發射升空，目標是近距離飛越土星。多年後，這次探險獲得了寶貴的資訊：影像、波浪數據、雲運動和環的細節等等。

2005年，歐洲太空總署（ESA）發射的惠更斯探測器是第一艘登陸月球泰坦表面的太空船。他成功地首次透過直接圖像對天然衛星的大氣和地形進行了研究。

2017年，卡西尼號探測器結束了13年的任務，直到最後一刻才發送資料。卡西尼號的最後五次軌道提供了有關土星大氣層的關鍵、直接資訊。

土星和地球的比較

土星的密度如此之低，以至於它可以漂浮在水面上。

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