土星歷來(lái)被譽(yù)為最美麗的天體之一,它有迷人的光環(huán)。它是肉眼能見的距離地球最遠(yuǎn)的行星,西方人稱土星為“農(nóng)業(yè)神”,在中國(guó)古代稱它為鎮(zhèn)星或填星。?
土星是太陽(yáng)系中第二大行星。它外圍是氫和氦混合氣體,內(nèi)部是巖石核心, 整個(gè)土星好像是一個(gè)巨大而蓬松的彩色棉花糖。?
由于土星外部是氣體,沒(méi)有固定目標(biāo)用于跟蹤,所以很難測(cè)量它自轉(zhuǎn)的速度,也就是它一天的長(zhǎng)度。但是科學(xué)家們還是找到了解決問(wèn)題的巧妙辦法,就是測(cè)量土星磁場(chǎng)產(chǎn)生的無(wú)線電波,測(cè)出土星一天的時(shí)間約為10.5小時(shí)。?
土星在許多方面與木星相似,好像是木星的孿生兄弟。它的半徑和質(zhì)量?jī)H次于木星,都比地球大得多,同樣沒(méi)有固體表面。由于離太陽(yáng)比木星遠(yuǎn),所以表面溫度比木星低一些。它的大氣中以氫、氮為主,還有一些氨、甲烷。土星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也與木星很相像,只是平均密度小些,比水還小。也就是說(shuō),土星可以漂浮在水面上。??
1997年10月,美國(guó)發(fā)射了卡西尼號(hào)土星探測(cè)器,計(jì)劃在燃料耗盡后,使其墜入土星銷毀??茖W(xué)家們起初將最后階段稱為“最近軌道”,因?yàn)樘綔y(cè)器距離土星最近,但他們覺(jué)得這個(gè)名字死氣沉沉,缺乏活力,于是向公眾尋求幫助,為他們提出的候選名稱投票,或是給出自己的建議。最終該階段被命名為:卡西尼大結(jié)局(Cassini Grand Finale)。?
圍繞土星運(yùn)行近20年后,卡西尼號(hào)土星探測(cè)器步入“卡西尼大結(jié)局”,從2017年4月到9月,探測(cè)器將進(jìn)行多次變軌:最后一次飛掠土衛(wèi)六后,躍過(guò)土星眾多光環(huán),開始穿行在土星與最內(nèi)側(cè)光環(huán)間。每周在土星與最內(nèi)側(cè)光環(huán)間運(yùn)行一圈,完成22圈后,于2017年9月15日墜入土星大氣。?
土星大氣層頂部和最內(nèi)層可見土星環(huán)之間的寬度約為2000千米,2017年4月26日,美國(guó)宇航局卡西尼號(hào)土星探測(cè)器完成了有史以來(lái)第一次穿越土星和土星環(huán)之間的窄縫。
2017年9月15日,卡西尼號(hào)土星探測(cè)器從點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)全力鉆入土星大氣到徹底結(jié)束生命,不再發(fā)出信號(hào),一共持續(xù)了91秒,在此期間,探測(cè)器努力保持天線完好,以便在最后一秒也能向地面?zhèn)骰財(cái)?shù)據(jù)。探測(cè)器設(shè)計(jì)時(shí),沒(méi)有為進(jìn)入大氣做準(zhǔn)備,但它的表現(xiàn)十分完美。傳回的數(shù)據(jù)顯示,在最后8秒,探測(cè)器開始慢慢向后退,天線的指向慢慢偏離地球。?
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土衛(wèi)二是土星第6大衛(wèi)星,被一些人認(rèn)為是太陽(yáng)系最有可能孕育生命的衛(wèi)星。2005年,“卡西尼”太空探測(cè)器飛越土衛(wèi)二時(shí)的勘測(cè)資料顯示其表面存在著碳、氫、氮和氧氣,這些有機(jī)物質(zhì)被認(rèn)為是孕育生命的必需元素。此外,土衛(wèi)二還具有一個(gè)沸騰的熔化巖石內(nèi)核,為孕育生命體提供適宜的環(huán)境溫度。?
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土衛(wèi)六是土星最大的衛(wèi)星,由荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家克里斯蒂安·惠更斯于1655年3月25日發(fā)現(xiàn)。?
惠更斯是介于伽利略與牛頓之間一位重要的物理學(xué)先驅(qū),是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。??
惠更斯還是一個(gè)作家,他創(chuàng)作了一部深受人們喜愛(ài)的科幻小說(shuō)《被發(fā)現(xiàn)的天上的世界》(Cosmotheoros),1698年出版。原文為拉丁文,隨即被翻譯為英文、荷蘭文和法文,廣為流傳。?
當(dāng)時(shí),科幻小說(shuō)的文學(xué)想象力還受時(shí)代限制,所能達(dá)到的最遠(yuǎn)處只是月球。他撰寫的這部小說(shuō)比以往的宇宙幻想小說(shuō)向前邁進(jìn)了一步,在他描寫的宇宙中,不只是太陽(yáng)系的行星上有居民,圍繞其他恒星旋轉(zhuǎn)的行星上也有居民?;莞故鞘雇庑巧趶V闊無(wú)垠宇宙深處繁衍生長(zhǎng)的第一人。?
1997年,美國(guó)發(fā)射的卡西尼號(hào)土星探測(cè)器帶著探測(cè)著名土星衛(wèi)星土衛(wèi)六的探測(cè)器,名字叫做惠更斯號(hào),就是為了紀(jì)念他。?
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土衛(wèi)六擁有濃厚大氣層,許多科學(xué)家猜測(cè)土衛(wèi)六上可能存在著生命。?
卡西尼號(hào)土星探測(cè)器攜帶著惠更斯號(hào)土衛(wèi)六探測(cè)器于1997年10月15日離開地球,2004年抵達(dá)土星。卡西尼號(hào)圍繞土星運(yùn)行,探測(cè)土星光環(huán)以及多顆衛(wèi)星。“惠更斯”號(hào)于2004年12月25日同卡西尼號(hào)分離,在2005年1月14日成功降落在土衛(wèi)六表面?;莞固?hào)配有6臺(tái)測(cè)量?jī)x器,可對(duì)土衛(wèi)六的壓力、溫度、風(fēng)速、大氣成分等進(jìn)行測(cè)量分析。在它降落的過(guò)程中發(fā)回三個(gè)多小時(shí)的數(shù)據(jù),降落時(shí),錄下了探測(cè)器穿過(guò)土衛(wèi)六大氣的聲音。這些聲音能夠幫助科學(xué)家了解土衛(wèi)六大氣層中的氣壓如何隨高度變化,從而有助于建立起土衛(wèi)六的全球天氣模型。
從土衛(wèi)六表面上發(fā)回的數(shù)據(jù)超過(guò)10分鐘,揭示出那里全是河道,是被某種液狀物沖出來(lái)的河道!
土衛(wèi)六是太陽(yáng)系中除地球之外唯一一顆地表有湖泊和河流的星球。當(dāng)然,這些湖泊河流中的流動(dòng)的不是水,而是液態(tài)的乙烷和甲烷??茖W(xué)家們計(jì)劃派探測(cè)器降落在這些湖泊中。
美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了卡西尼號(hào)最后拍攝到的土衛(wèi)六北極地區(qū)照片。照片拍攝于探測(cè)器墜入土星大氣前4天,也就是2017年9月11日。
照片上可見土衛(wèi)六北極地區(qū)分布著湖泊和海洋。這些湖泊和海洋里面充滿的不是水,而是液態(tài)的甲烷和乙烷。它們是怎樣形成的,天文學(xué)家們至今仍然沒(méi)有找出滿意的答案。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大約24億多年前,地球上的唯一生物——古細(xì)菌釋放出大量甲烷,濃濃的甲烷充滿整個(gè)地球大氣層,使當(dāng)時(shí)地球大氣與如今土衛(wèi)六十分相似。高濃度的甲烷驅(qū)趕走大量氫氣,而氫氣是阻止氧氣產(chǎn)生的罪魁。在長(zhǎng)達(dá)一百萬(wàn)年的時(shí)間里,地球大氣中一度富含甲烷,大量氫氣被擠走,為氧氣出現(xiàn)鋪平了道路,使地球演化出豐富多彩的生命。?
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土星和土衛(wèi)六
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