土星

土星(Saturn)

土星簡介:

2007.5.1更新

土星是太陽系八大行星中的第六個行星，是個擁有美麗的"環"的行星。土星距離太陽有9.5天文單位(約14億公里)，一個比較直覺的說法是，土星與太陽之間的距離可以塞下100,000個地球直徑。土星是太陽系中第二大行星，僅次於木星。與其他的類木行星一樣，土星幾乎全由氣體組成，因此密度非常小，是八大行星中密度最低的行星。此外，土星也是類木行星之一。

在希臘神話之中，土星代表農業之神，而其英文名稱Saturn也與星期六(Saturday)有關。

土星的地形外觀

土星是一顆十分特別的行星，擁有令人讚嘆不已的土星環，而土星本體的外表，則像是一個木紋球。由於土星大部分由氣體組成，加上高速的旋轉，外觀上是一顆扁平行星。其赤道半徑以及兩極之間的距離相差10%，是類木行星中最 "扁" 的一顆。

卡西尼號於2004年10月6號所拍攝的土星照片(NASA)

相較於木星，土星表面的花紋就沒有那麼顯著了，當然由於土星是由氣體構成的，由衛星照片沒有辦法看出陸地的結構。

土星的表面環境

土星上是不可能住人的，如果登陸土星，便會落入無窮無盡的"氫海"之中。土星的表面溫度也相當的低，低於零下150度。

土星的大氣運動與木星極為相似，此外，和木星不同的是，土星的風幾乎都是西風。土星大氣中有一個很奇特的圖案，那就是以北極為中心的巨大六角形。這個酷似海星的圖案在北緯７６度附近環繞北極一圈，並伸出六條直線條紋匯集於北極。土星大氣每隔一段時間就會出現漩渦狀斑點圖案，和木星相似，土星斑點圖案是白色的所以稱為『大白斑』。
　

卡西尼號所拍攝的土星表面氣流(NASA)

土星的星體結構

土星內部構造十分類似木星中心有個由岩石及冰等組成的核，核外面包圍著一層液態金屬氫及氦，氫就佔了全體的９７％。土星亦擁有強大的磁場，為地球磁場的２０倍。

而在土星核的最內部，溫度事實上是非常炙熱的，可達一萬度左右。其輻射熱反而較由太陽所吸收的熱量還要高。

土星的行星環

土星最大的特徵是雄偉壯觀的土星環，是太陽系九大行星中最顯著的。它是由無數顆細微的粒子所匯集而成的，絕大部分是冰。環上到處都有空隙，比較大的空隙命名為『卡西尼環隙』(1675年由卡西尼(Cassini)發現)、『恩克環隙』等等。這些間隙是土星衛星群的傑作。我們已知，如果有某個天體進入土星半徑２. ４４倍以內的範圍，便會被土星的潮汐力摧毀。這個半徑範圍稱為『洛希極限』，但只是理論上的想法，小衛星不管靠得多近都不會被摧毀。在眾環之中，有的環扭曲成奇怪的形狀，有的環還擁有自行車的輪輻狀圖案，像這類足以推翻環之傳統觀念的形狀，應該跟土星中極為複雜的共振系統有關連。

土星環的內部有所謂的牧羊衛星，藉由牧羊衛星複雜的重力作用，維持著土星環中複雜的結構。右圖是由航海家二號太空船於1981年所拍攝的土星環照片，由照片途中可以看出有兩顆小型的衛星維繫著中央的細環。

目前(2005年)，許多關於土星環的細節，仍然值得大家深入探討，是個有趣的研究主題，也是目前卡西尼土星探測計畫的科學目的之一。

土星的衛星

	土星擁有超過35個衛星(2007年)，是太陽系中擁有衛星第二多的行星。除了泰坦之外，其他的和木星的衛星相比較下，冰的比例高出許多。土星最大的行星為泰坦(半徑2575公里)，泰坦的大氣濃度為地球的１.５倍（１. ５大氣壓），這在太陽系中十分罕見。一個大小不到地球二分之一的衛星能維持如此濃密的大氣，最主要的原因是它的環境非常冷。（攝氏零下１８０度），其環境和原始地球相似，也許生命誕生之學說便在其中。
泰坦(Titan)
泰坦目前是太陽系中第二大的衛星。土星的衛星泰坦原本被認為是太陽系中最大的衛星，不過在1980年時航海家一號造訪土星，當時的探測結果發現，泰坦的大氣層實在太厚了，以致於其固體的表面其實比木星的衛星加尼美德還要小一點，不過泰坦還是比行星水星以及矮行星冥王星還要大。

土星的探測

最早探測土星的太空船是1973年4月6日所發射的先鋒11號太空船，接下來則先後有航海家一號與二號的造訪. 右圖為先鋒11號第一次探測土星的時候所拍攝的照片. 最近的探測計畫有卡西尼號太空船，於1997年發射升空，並且在2005年成功的到達土星並且對其衛星進行科學研究. 也是第四個探測土星的太空船.
	先鋒11號所傳回的土星

土星的觀測資訊

土星可以說是天文愛好者的最愛之一，肉眼觀測為亮度近似織女星的亮星(最大亮度時)，一般小型望遠鏡可以看到土星的環，是一個帶著"呼拉圈"的木紋扁球，十分特別。

土星環的大小可達43秒，是常見的觀測目標。此外土星環的開闔週期大約是１２年，每隔一段時間就有土星環消失的奇景出現。

土星的衛星泰坦大約只有 8等，勉強可以見到他的蹤影。由於土星的距離較遠，土星的亮度較木星低些，最亮時約為0.4等，但是相較於其他的恆星還是非常明亮，很容易觀察。

相關知識

太陽系

類木行星

八大行星的合照, 誰最大, 誰最小呢?

土星上有氧氣嗎﹖人類能否到土星上居住﹖

八大行星資料表

三矮行星資料表

天文

天王星

[土星照片]

	航海家一號在1980.10.28日所拍攝的土星照片. 在距離行星34公里拍攝. 這張照片可以清楚的看見土星的環隙
	航海家一號在1980.11.16日所拍攝的土星照片. 在距離行星530萬公里拍攝.在這張片照中可以看到土星環被土星的影子遮蓋了, 而少了一部份, 可知道土星環之所以發光是因為反射太陽的光線.
	卡西尼號在2005.2.16日所拍攝土星衛星Enceladus(土衛二)的照片. 在距離衛星18萬公里處所拍攝的照片, 可以看出衛星表面的細節. 這張照片經過特殊處理使表面的細節能夠更加清晰. d
	卡西尼號在2005.1.23日所拍攝土星近照. 在卡西尼號這張土星的近照中可以看出土星大氣的細節，顯示出彎曲的大氣帶狀結構.(NASA)