土星,急問(20分)

與太陽的平 均距離 9.54 AU
1,425,600,000 km
直徑(km) 120,000
質 量(M/M地球) 95.15
密度(g/cm3) 0.7
表面溫度(C) -180
公轉週期 29 years, 168 days
自轉週期 10 hours, 14 minutes

要求任何人去辨識一疊未標示的天文圖片，土星也許 是最易被正確辨識的天體。長期以來，土星的美麗的光 環系即吸引觀星者的目光，光環的主要組成物質為小冰 塊、塵埃與小石塊，土星光環至少由五道同心環所組成 ，比較明顯的部分總寘度達六萬公里，而厚度則少於數 公里。

土星是目前己知衛星最多的大行星，總數多達23顆， 其中17顆有詳細的觀測數據。

土星的密度為0.7公克/立方公分，而水的密度為1公克/立 方公分，亦即如你能找到一個夠大的水盆來裝土星，土 星將漂浮在水面上。



土 星 乃 太 陽 系 第 二 大 行 星 ， 其 英 文 名 字 以 農 神 Saturn 命 名 。

土 星 距 日 約 14.27 億 公 里 ， 赤 道 直 徑 約 為 120,536 km ， 亦 都 屬 於 氣 體 行 星 擁 有 光 環 。 土 星 的 光 環 大 而 光 亮 ， 總 寬 度 約 為 17,000 km ， 直 徑 約 達 274,000 km 。

土 星 自 轉 周 期 為 10.67 地 球 時 ， 公 轉 周 期 約 為 29.46 地 球 年 。 土 星 質 量 約 為 568.46x1024 kg ， 重 力 場 強 度 約 為 8.96 ms-2 ， 擁 有 衛 星 33 個 ， 表 面 溫 度 約 為 -176 ℃ 。

土 星 大 氣 成 分 與 木 星 差 在 多 ， 96.3% 氫 、 3.25% 氦 ， 以 及 少 量 甲 烷 、 亞 摩 尼 亞 、 乙 烷 及 (HD) 。


土星是太陽系九大行星中第二大的行星，亦是最吸引人的行星，因

為它擁有明亮的環，它的密度比水還小，只有0.69(水=1)，而且它的自轉

速度快，所以土星的形狀明顯地橢圓。

結構

土星與木星一樣，主要由氫和氦組成。最外層是由氨、硫酸銨和水

構成的大氣，這裏的風速極高，在赤道每小時可達1800公里；大氣下面

是液態氫和液態氦，這層約佔土星的三分之二；再下層是液態的金屬氫

和液態的金屬氦；中心是由冰和岩石組成的核心。

衛星、環

土星已知的衛星有22個，最大的是土衛六，是太陽系第二大的衛

星，是唯一有大氣層的衛星。土星的內圈衛星在土星環縫中穿梭。此

外，土星的某些衛星還共用一條軌道：土衛十六和土衛十七共用一條軌

道；土衛十和土衛十一共用一條軌道；土衛三、土衛十三和土衛十四共

用一條軌道；土衛四和土衛十二共用一條軌道。



土衛六

土星已知有6個環，分別以A－G來表示，由內至外的次序是：

D,C,B,A,F,G,E，其中B環最闊，A環為其次，每個環其實都是由數以千計

的環組成。在A環和B環之間有一條縫，這條縫是由天文學家卡西尼發

現，因此命名為卡西尼環縫(見上圖)。土星環主要由冰和岩石組成，而光

環是怎樣形成現在還未有定論，但最為人接受的理論是︰土星曾經有一

顆衛星，因為土星的重力使它分裂，分裂後的碎片散開成一個光環。



觀測土星

若用望遠鏡觀測土星，是可能會看到土星環。土星每1年又2個星期

大衝。

由於土星和地球的公轉軌道面斜交，所以我們可定期從不同的角度

去看土星環，土星公轉一週就有兩次把土星環邊緣對著地球，由於土星

環實在太薄了，所以那時地球是看不到土星環的，下一次發生這個情形

是在2009年9月發生。



直徑(地球=1) 9.14
質量(地球=1) 95
體積(地球=1) 764
密度(水=1) 0.69
重力(地球=1) 0.92
衛星數目 22
平均溫度 -176。C
最大星等 -0.3
自轉軸傾斜(度) 26.7
自轉週期(地球日) 10小時14分
公轉週期(地球日) 29.5年

　

　

2007-10-02 17:47:27 補充：
土星（Saturn ） 是太陽系第六顆行星，也是體積第二大的行星，有著美麗的環，在地球以一般的望遠鏡即可看見，土星、木星、天王星和海王星表面都是氣體，故自轉都相當快 。土星的密度是九大行星中最低的。如果水的密度是 1.0 ﹐那土星的密度只有 0.7 ﹐也是說﹐土星像一個椰子一樣﹐ 可以在水面上飄浮。但假若真的把土星放 在水面上﹐ 水得立刻凝結成冰塊。因為土星的大氣溫度很低﹐ 只有攝氏 -185 度。但當你進入土星的外核心時﹐溫度則高達攝氏的 12,000 度。

2007-10-02 17:47:42 補充：
土星的環主要是由冰及塵粒構成，據科學家推測，可能是因某衛星受不了土星強大的吸引力而解體成碎片。土星的環平面與土星公轉面不在同一個平面上，故當土星公轉至某一位置時，土星的環平面剛好與我們的視線平行，我們在地球上便無法看到此一土星環，因為土星環實在太薄了，我們無法從側面看到，另外，當土星環與陽光平行時，因環平面沒有受光，故我們也無法看到。

土星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近到远的次序排列为第六颗。土星是太阳系中仅次于木星的第二大行星。欧洲是以罗马神的农神萨杜恩命名土星。中国古代称为镇星或填星。 另外，英文的星期六（Saturday）也是以土星的英文名子（Saturn）來命名的。

物理特性

土星那两极扁平赤道突出的椭球体状令人印象深刻；它的赤道直径和两极直径之比相差大约10%（前者120,536公里，後者108,728公里）。这是由于土星高速自转的结果。其他气体行星也是扁平的，只是没有这么厉害。土星的平均密度是太阳系諸行星裡最小的，平均密度为0.69（少于水的密度）。這是因為土星内核的密度虽然要比水大一些，但有著高氣體比例、低密度的大氣層。

土星内部与木星的类似，中心有一个固态核，其上是液体氢，再上是一个分子态的氢层。土星的内核非常热，核心温度為12000K(11,700 °C)，而且輻射出來的能量比它从太阳接受到的多。大部分能量是因为开尔文-亥姆霍兹原理（缓慢的重力压缩）产生，但这还不能充分解释土星的热制造过程。額外的热可能由另一過程產生：在土星内部下的氦雨點不断與较轻的氢相互摩擦而产生热。

土星上层大氣與木星的相似，同樣有一些条纹，但土星的条纹比較暗淡，并且赤道附近的条纹丈都比較非常宽。土星的風速是太陽系最高的，航行者計劃的數據顯示土星的東風最高可達500 m/s (1116 mph)。直到航行者探測器飛近土星，比較纖細的条纹才被觀測到。由那時起，地面望遠鏡已經改善到能夠慣常觀察土星。

有時，土星「枯燥乏味」的大氣層會出現一些长壽的椭圆型斑點和其他常見於木星上的現象。在1990年，哈伯太空望遠鏡觀察到在土星赤道附近有一些白雲，而這是之前航行者探測器飛近期間沒有的。而在1994年，一些較小型的風暴被觀察到。期中1990年的現象就是被稱為「大白斑」的現象的一例。大白斑是土星特有的短期現象，大約以30年為一週期。在1876、1903、1933和1960年都有大白斑出現的報告。若這週期能持續下去，下一次的大白斑現象會在2020年出現。


土星环
土星因为它美丽的行星环而出名，它也是最早被发现光环的行星。土星環首先被伽利略在1610年7月用他自己的望远镜观察到了，但因為望遠鏡成象不好，他並不能意識到這是一個環。他写信给托斯卡纳的大公说：

“ 土星不是由一个而是由三个几乎彼此在一起的而且从不移动也不改变的物质组成。他们排成一列与黄道带平行，而且中央的那个物质（土星本身）是两侧的物质（实际上环状边缘）的约三倍大。 ”

他也把土星说成是有「耳朵」的。但在1612年，由于光环平行对着地球在观察者看起来似乎消失了，及后在 1613年光环又再次出现，这现象更进而困扰伽利略。

最终在1655年被克理士提安·惠更斯觀測到完整的土星環，他使用了一个比在伽利略时代能得到强大得多的望远镜。那时的一个神学家里奥·阿拉丢斯，说那光环可能是耶稣基督复活进入天堂的圣包皮。但土星環理論直到1665年才被天文學家所接受。

1675年乔凡尼·卡西尼发现土星环的最大一個環縫，卡西尼環缝。另外在其外還有一細小環縫稱恩克環縫，在1837年5月28日由恩克於柏林發現。之後通過天文台大望遠鏡觀測和行星際探測器拍得的照片，證實土星環由很多之间缝隙很小的多个小环组成的，猶如密紋的唱片。近十年來，由於數位相機與電腦圖像處理技術的發展，經處理能較好的消解大氣不穩對行星放大拍攝障礙，天文愛好者在大氣一般的情況下，只需擁有相關設備與技術，亦能拍得以前只能是天文台大口徑望遠鏡「專利」的恩克環縫。

现在以一具成象質量好的天文望远镜放大80倍以上就可清楚看见光环（光環由硅石、氧化铁和冰这些小如尘埃大如汽车物质组成）。土星环的起源主要有以下二个理论：19世纪Edouard Roche认为光环曾是土星的一个卫星，后由於逐渐接近土星而被土星潮汐力所撕裂，亦有認為是被彗星撞击土星衛星后形成光環；另一個理论认为光环从来就不是卫星形成，而是在土星形成初期的原始星云留下。但这理论現今不是很多人接受，因为相对于晚近起源的学说认为数百万年前的土星光环是不稳定的結構。

光环的黑暗一面
土星光环是連貫成一整個環的，但人為上或會把其分為朝着太阳與背着太阳的一面。而環的背向太陽的一小部分，因為被土星遮擋，只能由太空船如美国国家航空航天局卡西尼—惠更斯号拍攝並傳送回來

土星的探索
土星首先被先驱者11号在1979年所拜访然后接下来的两年里被旅行者1号和旅行者2号拜访。卡西尼—惠更斯号探测器已经到达并开始了解土星和它的卫星土卫六. 在运行一系列复杂的名为SOI(Saturn Orbit Insertion 土星轨道插入)的演习之後, 卡西尼—惠更斯探测器在2004年7月1日进入环绕土星轨道。关于这次任务的细节可以在 http://saturn.jpl.nasa.gov/ 上找到。计划最新发布的图片在每星期五将发布在 http://ciclops.org

土星有很多的卫星,其中的34个有名字; 它们中"大部分具体情况未知, 因为土星星附近轨道中有许多物体" 。(《自然》卷412,163-166页). 尤其值得注目是 土卫六: 太阳系中唯一拥有稠密大气层的卫星。

土星是外行星，在合日（視覺上接近太陽）前後兩個月以外，其他時間也適合觀測。而跟外行星的性質一樣，當衝日時是觀測土星最好時候，因為土星衝日時，土星最亮（約0等）之餘，視直徑（角直徑）也最大，而且衝日前後，整夜可見。

通過三吋口徑（物鏡直徑）或以上的望遠鏡，以目鏡放大80倍以上便能透過它清楚看見土星及土星環，在大氣穩定時（放大100倍以上）還能看到卡西尼環縫。2007年2月11日，土星衝日，亮度-0.2等，那時土星在獅子座，視直徑20.27"。