土星一瞥
先看土星的基本数据——
与太阳的平均距离:9.5AU(1AU是1.5亿公里,为地球与太阳的距离)
公转周期:29.5地球年
自转周期:10.7小时
自转轴倾斜:27°
直径:公里
质量:95个地球(*10^23千克)
密度:0.7g/cm^3
哪一项数据比较奇怪?没错,是密度,太小了!如果有一个足够大的湖(面积在亿平方公里以上),灌满水,土星就可以漂浮在上面。
土星这个大胖子,骨头有点轻,它只含有少量的液态金属氢,内部大多数是液态氢。
太阳系四大巨行星
土星有着多姿多彩的云层,不过,相对木星,它的大气没有那么活跃,大多数时候呈现出奶油糖果一样的色彩。
四大巨行星温度随海拔高度的变化情况
土星的氨晶云层很厚,和木星相比,顶层大气温度变化相对缓慢。平流层以下,温度和气压随着海拔高度减小急剧增加。
土星的可见大气层大致由75%的氢和25%的氦组成,还有少量甲烷、乙烷、丙烷以及其他碳氢化合物,整体结构和木星相似,只不过温度更低。
土星的六边形“风云”
同木星大红斑一样,土星也有一个东东让科学家困惑不解,那就是它北极的六边形波浪气流,每边长度都大于地球直径。
四大巨行星的风速对比
在土星赤道上,狂风肆虐,风速高达km/h。
土星环仰视(箭头所指之处是地球)
目前已知至少有82颗卫星在土星明亮壮观的环里,最大的卫星泰坦,几乎和木星的最大卫星盖尼米德一样大。
土星环和环外的小卫星
此外,土星还有6个直径介于~km的规则卫星。有个叫Enceladus的小卫星拥有间歇喷泉,时常把水喷射到太空中。
土星环俯视
土星赤道平面上的环是太阳系中最令人印象深刻的景观,它平坦宽阔,中间有较小的间隙,形成一圈圈的环带。
土星主要的卫星大小对比
土星的第六颗卫星泰坦,特别与众不同。它不仅比较大,还有厚实的大气层,表面有许多液态碳氢化合物(比如甲烷和乙烷)形成的湖和海。
除了温度极低,它同地球有很多相似之处,这些激动人心的发现来自“卡西尼号”探测器的近距离观察。
第一次看到泰坦是在年,发现者是来自荷兰的天文学家惠更斯。泰坦的直径同水星相当,密度与木星的卫星盖尼米德和卡利斯托差不多,据科学家推测,它由一半的冰和一半的岩石构成。
泰坦上温度和气压随海拔高度的关系
泰坦地面有湖有河,天空会降下甲烷和乙烷形成的雨。它的大气密度是地球的5倍,大气压是地球的1.6倍,高于太阳系内任何一颗卫星。
像地球一样,它的大气成份主要也是氮气,此外,还有一氧化碳和很多碳氢化合物(甲烷、乙烷、丙烷)、氮化物(氰化氢、氰、氰基乙炔)。在阳光辐射作用下,气态的氮和甲烷能够形成大量的有机分子。
泰坦上的群山泰坦干旱的地表
泰坦上的光照强度只有地球的千分之一,表面温度低至-℃,也有数不清的山脉。微弱的淡红色阳光照耀着泰坦大地,地上有由水冰构成的鹅卵石。
泰坦上的甲烷湖
“卡西尼号”探测器的雷达和红外成像显示:泰坦极地地区有巨大的甲烷湖,甲烷“降雨”降落山谷,汇聚到湖里。
总的来说,它的甲烷相当于地球上的水,可以在固液气三态之间相互转换,天上是甲烷云、半空中会下甲烷雨,地上有甲烷水流和甲烷冰山(冰块),这个异星的风景古怪而独特。
根据这些发现,忍不住会抛出了一个问题:泰坦上有生命吗?
尽管泰坦有构成生命基础的大量的碳氢化合物,但温度太低,因而缺少形成生命所需的化学反应环境——液态水。不过,还有一个有趣的猜想:上面会不会有不同的生命形式,例如低温碳基生命,万一它们可以利用液态碳氢化合物生存,像地球生物依赖水一样呢。
如果泰坦上真的有生物,这将会极大地扩宽我们对生命本质和宜居环境的认知。
美国NASA已经准备面向泰坦开展一项新的探测任务,探测器叫“蜻蜓号”,预计年发射升空,飞往泰坦大气层,着重研究准生命化学。另一项探测任务将会使用热气球,热气球可以漂浮在泰坦的某个湖上,进行科学观测研究。