「太阳系八大行星」太阳系最美丽神秘的行星——土星
太阳系最美丽神秘的行星——土星
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土星概述土星(Saturn),太阳系的第二大行星 。中国古代称为填星、镇星,它也是古代天文学家所观测到的最远的行星,直到1781年发现天王星之前,人们一直把土星当作太阳系的边界 。
因为环绕赤道巨大的光环,以及表面条纹雾状的模糊的云层,看上去安静、美丽 。但是,不要被它的外表所迷惑了 。在这些美丽的外表下则是狂暴的天气,狂风、雷暴包裹着这颗星球 。
土星的自转速度非常快,仅次于木星,所以它看去也是扁球状的 。土星的体积是740倍,质量是地球的95倍 。由于土星的密度比较小,所以其表面的重力加速度和地球差不多 。土星的大气稠密,主要成分是:氢、氦、甲烷和氨等 。
在太阳系的行星中,土星是最美丽的行星,它的光环最惹人注目 。土星光环使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽 。据观测表明,土星光环物质的构成是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等,它们排成圆圈,绕着土星旋转 。土星符号及克洛诺斯土星运动迟缓,人们便将它看作掌握时间和命运的象征 。罗马神话中称之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,于在天文学里,土星的符号就是一把大镰刀 。
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在人们发现天王星之间,认为土星是离太阳最远的行星 。土星被一条美丽的光环围绕着,用望远镜就能看地很清楚 。在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 。土星的很多方面与木星相似,比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95.18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 。它与木星一样有着色彩斑斓的云带,也有较多卫星拱卫 。
土星自转的速度的也很快,因此呈扁球形,它赤道半径约为60,000公里 。土星的平均密度只有0.70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,那是因为它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,光环的面积很不固定,从而使土星的亮度也发生变化 。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 。土星光环的重合与不重合之间的亮度相差大约3倍 。
土星的转产为椭圆形,它的公转的轨道半径为14亿公里,它的远日点和近日点相差约1.5亿公里 。土星绕太阳公转的平均速度约为每秒9.64公里,公转一周约29.5年 。土星也有四季,只是每一季的时间要长达7年多,因为离太阳遥远,即使是夏季也是极其寒冷 。土星自转很快,但不同纬度自转的速度却不一样,这种差别比木星还大 。赤道上自转周期是10小时14分,纬度60度处则变成10小时40分 。也就是说,土星的一天为10小时候零14分 。
土星的大气中飘浮着稠密的氨晶体所组成的云,土星的大气主要以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体 。从望远镜中看去,这些云像木星的云一样形成相互平行的条纹,但不如木星云带鲜艳,只是比木星云带规则得多 。土星云带以金黄色为主,其余是橘黄色、淡黄色等 。土星的表面同木星一样,也是流体的 。它赤道附近的气流与自转方向相同,速度可达每秒500米,比木星上的风力要大得多 。土星极地附近呈绿色,是整个表面最暗的区域 。根据红外观测得知,云顶温度为-170℃,比木星低50℃ 。土星表面的温度约为-140℃ 。土星表面有时会出现白斑,最著名的白斑是在1933年8月发现的,它出现在赤道区,呈蛋形,长度达到土星直径的1/5,之后这个白斑还在不停的广大,几乎蔓延了土星的表面 。
由于土星表面的温度较低,而且逃逸的速度又很大(35.6公里/秒),所以土星依然保留着几十亿年前它形成时所拥有的全部氢和氦 。因此,科学家认为,研究土星目前的成分就等于研究太阳系形成初期的原始成分,这对于了解太阳内部活动及其演化有很大帮助 。一般认为土星的化学组成像木星,不过氢的含量较少 。土星上的甲烷含量比木星多,而氨的含量则比木星少 。在1973年4月美国发射的行星际探测器“先驱者”11号发现土星有一个由电离氢构成的广延电离层,其高层温度约为977℃ 。经过观测,结果发现土星的极区有极光 。
目前认为,土星形成时,最初是土物质和冰物质吸积,然后才是体积聚 。因此,土星有一个直径20,000公里的岩石核心 。这个核占土星质量的10%到20%,核外包围着5000公里厚的冰壳,再外面是8,000公里厚的金属氢层,金属氢之外是一个广延的分子氢层 。1969年,一架飞机在地球大气高层对土星的热辐射作了红外观测,发现土星和木星一样,它辐射出的能量是它从太阳接收到的能量的两倍 。由些表明,土星也有内在能源,后来经过“先驱者”11号的证实,土星发出的能量是吸收太阳能量的2.5倍 。
土星的结构土星的内核直径大约25000千米,温度超过11700摄氏度,所以内核可能不是固态的 。
液态金属氢层,在深度大约15000千米处,土星的强磁场的形成就来自于这一层 。
液态氢层,在云层下大约1000千米 。
大气层,厚约1000千米,主要是氢气 。
土星环土星环是太阳系中最大的光环结构 。主要由数亿的冰块组成 。
土星的光环最早是1610年由伽利略用望远镜发现了,当时伽利略以为土星光环是土星长出来的耳朵 。
在长期的观测中,天文学家们发现土星环中有两条缝,将土星环分为了三个环 。外侧的A环和B环之间的缝叫做卡西尼缝(1675年由法国天文学家卡西尼发现) 。C环靠近土星,比较暗 。1966年和1969年天文学家用光电测光法又发现了C环内还有一个更暗的D环 。旅行者1号和2号在飞掠土星时发现土星的环数有成千上万个,整个土星光环由一圈圈的细环组成 。
由于土星自转轴和公转轴有26.7°夹角,所以有时候是南极斜对着地球,有时候是北极斜对着地球,往复运动着,周期为29.5年 。当土星运动到与我的视向完全重合的时候,光环就看不见了,这一点说明光环很薄,估计最薄的地方仅有10米左右 。
土星的卫星土星的卫星好多啊,目前已经被确认的就已经有62颗了,其中的53颗已经被命名 。
下面我们简要地介绍一下几颗比较大的卫星:
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土卫一
土卫一有一个很大的特点,就是表面巨大的赫歇尔环形山,宽130千米 。
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土卫二
土卫二上有着荒凉的平原、陨石撞击坑和断皱的山脊 。因为引力的作用,土卫二内部被加热,蒸气和冰喷出表面 。
土卫三,和土卫四看起来很像,但密度低,表面由水冰组成 。
土卫四,是一颗冰质卫星,表面布满坑洞 。
土卫五,土星的第二大卫星,由冰和岩石组成 。表面多坑洞 。
土卫六,土星最大卫星,比水星和冥王星还要大,拥有明显的大气 。土卫六由岩石和冰组成 。
土星相关数据赤道直径:120536千米
质量(地球=1):95.2
引力(地球=1):1.02
与太阳平均距离(地球=1):9.58
轴倾角:26.7°
自转周期:10.66小时
公转周期:29.46年
卫星数量:62+
【「太阳系八大行星」太阳系最美丽神秘的行星——土星】平均温度:零下176摄氏度
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