土星與神奇的土星光環(huán)

大家知道，土星有一個美麗的光環(huán)。早在300多年前，意大利科學家伽利略首次用望遠鏡觀測土星，他發(fā)現(xiàn)土星兩邊好像“長著”什么附著物，可是用那架簡陋的小望遠鏡無法看清楚。伽利略所發(fā)現(xiàn)的東西其實就是土星的光環(huán)。環(huán)繞土星的稀薄的美麗光環(huán)，不僅使土星本身變得漂亮，也把整個太陽系裝飾得更美觀了。當一個人第一次用望遠鏡觀測宇宙的時候，對他來說，除了月亮，土星光環(huán)也許就是最奇妙的景色了。人類對土星及其光環(huán)的探索，是一個漫長而又艱辛的過程。隨著世界航空航天技術的發(fā)展，人類對土星的了解逐步深入。

太空船“先驅者11號”、“旅行者”1號和2號自1979年以來先后探測了土星。飛船從太空深處向地球發(fā)回了大量有關土星本體、光環(huán)、衛(wèi)星的彩色照片和多種信息。飛船拍攝的照片顯示，土星本體呈淡黃色，彩色的帶狀云環(huán)繞著赤道部，云上有一些美麗的斑點及漩渦狀動態(tài)結構，北極區(qū)呈淺藍色。

另外，“先驅者11號”還探測出土星高層大氣存在著主要由電離氫組成的電離層。土星上存在很強的跨度達6萬千米的雷暴閃電（木星上也發(fā)現(xiàn)過這種情況）。在距土星128萬千米處，飛船發(fā)現(xiàn)土星有磁場以及磁層結構。土星磁場強度比木星磁場強度弱得多，其強度只有木星磁場的1/20，但比地磁場要大上千倍。從整體上看，土星磁層像一頭頭部圓鈍、尾部粗壯的“巨鯨”。位于磁層內的土星輻射帶強度弱于地球，但其輻射帶范圍卻是地球輻射帶的10倍。空間探測還證實，土星所發(fā)出的能量是從太陽得到能量的2.5倍，這一點與木星一樣，表明其也有內在能源。

天文學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，土星的光環(huán)不是地面看到的3個、5個或7個，而是成千上萬個。從飛船發(fā)回的照片看上去，土星光環(huán)與一張密紋唱片很相似，可謂“環(huán)中有環(huán)”。讓人更為眼花繚亂的是，光環(huán)呈現(xiàn)螺旋轉動的波浪狀，還有的環(huán)呈不對稱的鋸齒狀、輻射狀，有的光環(huán)甚至像辮子一樣互相絞纏著。科學家對此現(xiàn)象十分驚異。土星光環(huán)在土星表面上空伸展13.7萬千米遠，其厚度僅有1.6～3.2千米。事實上，無數(shù)大小不等的物質顆粒組成了土星光環(huán)，所有的物質顆粒都是直徑幾米到幾微米的石塊、冰塊或塵埃。構成土星光環(huán)的這些物質快速圍繞土星運動，在太陽光的映照下，絢麗多姿，土星因此被裝扮得異常漂亮。

土星概況

眾多科學家不僅對美麗的土星本身有極大的興趣，而且也很重視土星的龐大家族。后來，太空船在以前的基礎上又發(fā)現(xiàn)了13顆土星的衛(wèi)星，由此使土星衛(wèi)星的數(shù)目達到23顆。土星衛(wèi)星體積大多很小，有的衛(wèi)星直徑僅二三十千米，直徑超過100千米的衛(wèi)星只有5顆。

土衛(wèi)6是土星的衛(wèi)星中最大的一顆，僅次于太陽系最大的衛(wèi)星——木衛(wèi)3（半徑為2634千米）。土衛(wèi)6的半徑為2414千米，土衛(wèi)6上存有濃密的大氣層，氮（約占98%～99%）為其主要成分，其余是甲烷（即天然氣）以及微量的丙烷、乙烷和其他碳氫化合物，厚度約2700千米。一些科學家認為，可能有原始生命在土衛(wèi)6上存在過。由于它和太陽相距遙遠，高層大氣的溫度在-100℃左右，低層大氣溫度約-180℃。

1997年，美國的“大力神4B”運載著“卡西尼號”宇宙飛船，從肯尼迪宇航中心順利升空，開始了為期7年的奔向土星的航行。根據(jù)計劃，“卡西尼號”飛船抵達目標后，對土星和土星的衛(wèi)星——土衛(wèi)6進行探測是其主要任務。這次航行的目的是為了探尋土衛(wèi)6是否有生命以及獲取地球生命進化的線索。

這個項目由歐洲航天局、美國航空航天局和意大利航天局攜手合作開發(fā)。由“大力神”火箭運載的“卡西尼號”宇宙飛船被送往土星軌道，2004年7月1日兩層樓高的探險機器人在土衛(wèi)6登陸。“卡西尼號”完成了有史以來的首次環(huán)繞土星軌道運行，從2004～2008年將繞行74圈。“卡西尼號”將45次掃過土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)6，它與火星的大小相近，比水星和冥王星都大。2005年11月6日，它在軌道上向土衛(wèi)6分離釋放出“惠更斯號”子探測器（由歐洲空間局制造）。它通過降落傘降落在泰坦衛(wèi)星上，從而成為在另外一個星球的衛(wèi)星表面著陸的第一個外空探測器。人類能夠依據(jù)其反饋的資料更好地了解土星。

“旅行者1號”飛船在飛越土星時，對土衛(wèi)1、土衛(wèi)4和土衛(wèi)5的探測取得了很大的成功。在衛(wèi)星運動方向的半個球面上，發(fā)現(xiàn)有很多由撞擊形成的環(huán)形山，而另外半個球面上卻很少有這樣的環(huán)形山。土衛(wèi)1的直徑約390千米，而其最大的環(huán)形山直徑竟達128千米，在環(huán)形山的底部有一座高達9000米的山峰。

土衛(wèi)3的直徑超過1000千米，在其表面，也有許多幾十億年前因隕星撞擊而留下的隕石坑，其中一個坑的直徑達400千米，底深約16千米，在它的另一側有一條長達800千米的既深又寬的大峽谷。土衛(wèi)2直徑約500千米，它有十分“光滑”的表面，即“星疤”很少，這實在是一個奇怪的現(xiàn)象。土星衛(wèi)星可能由一半水冰一半巖石構成，其密度都在每立方厘米1.1～1.4克之間，且有厚厚的冰層覆蓋在巖石核的周圍。

目前，土星在很多方面仍存在著許多未徹底揭開的謎。科學家們正以嚴肅認真的態(tài)度，努力深入探索和研究這個謎。我們相信，隨著現(xiàn)代科學技術的突飛猛進，這些謎總有一天會水落石出的。