土星與神奇的土星光環

大家知道，土星有一個美麗的光環。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，他發現土星兩邊好像“長著”什么附著物。可是用那架簡陋的小望遠鏡無法看清楚。伽利略所發現的東西其實就是土星的光環。環繞土星的稀薄的美麗光環，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。當一個人第一次用眼睛接近望遠鏡的時候，對他來說，除了月亮，土星光環也許就是最奇妙的景色了。人類對土星及其光環的探索，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“旅行者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回了大量有關土星本體、光環、衛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，彩色的帶狀云環繞著赤道部，云上有一些美麗的斑點及旋渦狀動態結構，北極區呈淺藍色。

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（木星上也發現過這種情況）。在距土星128萬千米處，飛船發現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。

天文學家經過研究發現，土星的光環不是地面看到的3個、5個或7個，而是成千上萬個。從飛船發回的照片看上去，土星光環與一張密紋唱片很相似，可謂“環中有環”。讓人更為眼花繚亂的是，光環呈現螺旋轉動的波浪狀，還有的環呈不對稱的鋸齒狀、輻射狀，有的光環甚至像辮子一樣互相絞纏著。科學家對此現象十分驚異。土星光環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，無數大小不等的物質顆粒組成了土星光環，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。

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現了13顆土星的衛星，由此使土星衛星的數目達到23顆。土星衛星體積大多很小，有的衛星直徑僅二三十千米，直徑超過100千米的衛星只有5顆。

土衛六是土星的衛星中最大的一顆，僅次于太陽系最大的衛星——木衛三（半徑為2634千米）。土衛六的半徑為2414千米，土衛六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六上存在過。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10月15日格林尼治時間8點43分，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。根據計劃，“卡西尼號”飛船抵達目標后，對土星和土星的衛星——土衛六進行探測是其主要任務。這次航行的目的是為了探尋土衛六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。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六登陸。“卡西尼號”完成了有史以來的首次環繞土星軌道運行，從2004～2008年將繞行74圈。“卡西尼號”將45次掃過土星最大的衛星土衛六，它與火星的大小相近，比水星和冥王星都大。2005年11月6日，它在軌道上向土衛六分離釋放出“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星上，從而成為在另外一個星球的衛星表面著陸的第一個外空探測器。人類能夠依據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，對土衛一、土衛四和土衛五的探測取得了很大的成功。在衛星運動方向的半個球面上，發現有很多由撞擊形成的環形山，而另外半個球面上卻很少有這樣的環形山。土衛一的直徑約390千米，而其最大的環形山直徑竟達128千米，在環形山的底部有一座高達9000米的山峰。

土衛三的直徑超過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。土衛二直徑約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象。土星衛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度，努力深入探索和研究這個謎。我們相信，隨著現代科學技術的突飛猛進，這些謎總有一天會水落石出的。