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第41章 土星也是巨行星

土星是中国古代人根据五行学说结合肉眼观测到的土星的颜色(黄色)来命名的(按照五行学说即木青、金白、火赤、水黑、土黄)。而其他语言中土星的名称基本上来自神话传说,例如在欧美各主要语言(英语、法语、西班牙语、俄语、葡萄牙语、德语、意大利语等)中土星的名称来自于罗马神话中的农业之神萨图尔努斯(拉丁文:Saturnus),其他的还有希腊神话中的克洛诺斯(泰坦族,宙斯的父亲,一说其在罗马神话中即萨图尔努斯)、巴比伦神话中的尼努尔塔和印度神话中的沙尼。土星的天文学符号是代表农神萨图尔努斯的镰刀。

在太阳系的行星中,土星的光环最惹人注目,它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等,它们排列成一系列的圆圈,绕着土星旋转。

土星运动迟缓,人们便将它看做掌握时间和命运的象征。罗马神话中称为第二代天神克洛诺斯,它是在推翻父亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方,都把土星与人类密切相关的农业联系在一起,在天文学中表示的符号,像是一把主宰着农业的大镰刀。

在1781年发现天王星之前,人们曾认为土星是离太阳最远的行星。在望远镜中可以看到土星被一条美丽的光环围绕。土星还有较多的卫星,到1978年为止,已发现并证实的有10个,以后又陆续有人提出新的发现。

土星在很多方面像木星,如它与木星同属于巨行星,它的体积是地球的745倍,质量是地球的9518倍。在太阳系八大行星中,土星的大小和质量仅次于木星,占第二位。它像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕,并被较多的卫星所拱卫。它由于快速自转而呈扁球形。赤道半径约为60330千米。土星的平均密度只有0.69克/立方厘米,是八大行星中密度最小的。如果把它放在水中,它会浮在水面上。土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在冲日时的亮度可与天空中最亮的恒星相比。由于光环的平面与土星轨道面不重合,而且光环平面在绕日运动中方向保持不变,所以从地球上看,光环的视面积便不固定,从而使土星的视亮度也发生变化。当土星光环有最大视面积时,土星显得亮一些;当视线正好与光环平面重合时,光环便呈现为一条直线,土星就显得暗些。二者之间的亮度大约相差3倍。

知识链接:土星的卫星

土星有62颗经正式确认和命名的卫星。还有一些未经确认的卫星是通过“旅行者号”探测器拍摄的照片发现的,但此后还没有再次观测到过。最近,哈勃太空望远镜又观测到4个可能也是土星的卫星的小天体。

土星的卫星的形成机制有许多种。在众多的卫星中,只有土卫六(Titan)有一个可以观测到的大气层。此外,大部分卫星的自转周期与公转周期相等,而只有土卫九和土卫十二是例外,它们的公转转道是混乱的。土星有一个很有序的卫星系统,除了土卫九和土卫十三,它的多数卫星都沿着一个接近正圆的与土星赤道平行的平面运行。大部分卫星都由30%~40%的岩石和60%~70%的冰构成。

在土星的卫星中,最能引起科学家兴趣的是土卫六(Titan)。它是土卫中最大的一个,也是已知整个太阳系中唯一一颗拥有浓密大气层的卫星。土卫六上的大气主要是由氮和甲烷组成的,但据推测其中还含有氢氰酸和氰,这些有机物是构成生命物质的基本材料。

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