土星的英文名是土星,是羅馬神話中的農業和財富之神,也是木星木星的父親。 土星的特點是他移動得很慢,這也和土星很相似,因為土星的軌道週期很長。 土星繞太陽公轉需要295年,比木星慢17年左右,也就是94年和95年出生的人,每個人從出生到現在,土星在太陽系中都繞著太陽轉。 我們剛剛經歷了土星乙個完整的軌道週期,雖然軌道週期很長,但土星的自轉週期很短,自轉一次只需要十個半小時,比木星慢,但比地球快很多,也是太陽系中第二快的行星。
然後,當西方在研究土壤形狀時,中國當時也在觀察土壤形狀。 中國最早的土形記載可以追溯到西漢初期,記載在一本名為《五星戰》的書中。 這是中國現存最早的天文書,在這本書中,土星不叫土星,而是叫振興。 這本書的作者至今還不知道是誰,但確實記載了從秦始皇元年到漢文三年,七十年間五大行星在天空中的位置分別是太白、綏興、辰興、英奇和振興。
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後來,司馬遷在《天官史記》中寫道:“天上有五星,地有五行。 這五行對應五色,因為在觀察真星時,真星呈現黃色。 土壤是黃色的,所以人們慢慢地稱它為振興土星。
土星是太陽系中僅次於木星的第二大行星。 它的直徑約為116,000公里,大約是地球直徑的9倍,體積是地球的764倍。 雖然土星比地球大得多,但它的密度如此之大,以至於它是太陽系中僅有的 11 顆密度低於水的行星之一。
如果有乙個足夠大的池塘可以裝滿水,它就可以漂浮在上面。 而且它是一顆氣態行星,主要由氫和氦組成,所以它的質量並不比地球大多少,大約是地球質量的95倍,重力加速度和地球差不多,大約是10倍每平方秒4公尺。 土星與太陽成14度距地球3億公里81公里,這個距離相當遙遠,在王望遠鏡問世之前,人們只能用肉眼觀察。
但不管怎麼看,最多只能看到乙個模糊的亮點,而土星幾乎是人類肉眼能看到的最遠的恆星。 有少數視力極佳的人能看到天王星,這是人類的極限。 直到1610年,第乙個用望遠鏡觀察土星的人伽利略出現了,海王星才被敏銳地看到。 這是他用望遠鏡畫土星的,你可以看到他畫了乙個大圓圈,旁邊有兩個小圓圈。
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這是土星嗎? 我們所知道的行星通常是球體,那麼伽利略為什麼會這樣看待土星呢? 伽利略本人對這一觀察感到驚訝,但他感到驚訝,同時又有點興奮,因為在他看來,他發現了乙個大秘密。 他認為土星是由三部分組成的,於是他立即給克卜勒寫了一封信,兩人是好朋友,經常互通書信,但伽利略在信中並沒有確切地說出他的發現,而是用了很多雜亂無章的字母。 如果你把字母放回正確的排列,你可以得到乙個拉丁句子。 這句話的意思是:“我觀測到了最高的三體行星”。 他以為克卜勒能理解,但他沒想到克卜勒能理解他的意思。
然而,克卜勒是乙個非常認真的人,他一拿到這封信,就開始破解它。 他認為伽利略一定發現了某個行星的衛星,這是哪個行星的衛星? 地球只有乙個月亮,不可能是地球,木星也確認有四個衛星,不可能是木星。 於是,他終於得出了乙個結論,一定是火星,伽利略,一定是發現火星有兩顆衛星。
雖然這個結論是錯誤的,但我沒想到,後來人們居然發現了火星的兩顆衛星。 但為什麼克卜勒當時沒有想到土星呢? 究其原因不得而知,但僅僅兩年後,伽利略的發現就被他自己推翻了。 在觀察過程中,他注意到旁邊的兩個小圓圈已經消失了,四年後他再次看向那個身影時,兩個小圓圈又回來了。
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而這一次,它比他第一次看到它時要寬得多,這讓伽利略非常困惑,乙個會在那裡,乙個不會,乙個會更大,乙個會更小。 這個土星是什麼樣子的? 他們旁邊的這兩個東西到底是什麼? 不幸的是,伽利略直到去世才弄清楚土星的樣子。
直到他去世十多年後,這個問題才終於被荷蘭的天文學家克里斯蒂安·惠更斯(Christian Huygens)回答。 惠更斯認為伽利略的望遠鏡不工作,並限制了他的觀測。 俗話說,要想做好工作,首先要對裝置感興趣! 所以,惠更斯做了乙個 57厘公尺口徑,36公尺長的望遠鏡。 自1655年3月以來,惠更斯首次觀測土星,經過一段時間的觀測,惠更斯首次發現了土星最大的衛星土衛六。
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這讓惠更斯感到失望,他再次認為他的眼鏡不足以完整地看到土星。 於是他再次公升級了自己的望遠鏡,這一次,惠更斯終於用他發明的全新望遠鏡看到了土星的全貌。 經過反覆的觀察和確認,他終於得出結論,土星是由乙個球體和乙個薄而扁平的環組成的,這也是人類第一次正確認識土星的形狀。
但這一發現只能回答伽利略的一半問題,因為根據伽利略之前的描述,它本來會消失的。 為什麼? 針對這個問題,惠更斯繼續觀察土星又三年,直到1659年,惠更斯得出結論,土星環相對於地球的傾角會隨著地球和土星的自轉而變化。 這意味著土星的自轉軸以 26 度角傾斜在 7 度時,土星軌道與地球軌道之間的夾角為 25度。
因此,土星環的能見度會隨著時間的推移而變化。 當它向地球傾斜時,我們可以看到它。 當它面向地球時,土星環看起來非常狹窄或幾乎看不見。 因此,在伽利略的時代,只有當土星環傾斜得更大時,他們才有機會看到土星環。
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這個週期大約是15年,每15年土星環的傾角達到最大值,此時土星環看起來非常寬闊和清晰。 但你也需要望遠鏡才能看到它,而且你不能用肉眼看到圖形環。 那麼下一次光環消失的時間將是 2025 年 3 月 23 日。 所以你還有一年多的時間來觀察土星環。
土星環的主要成分是水冰,它的大小像塵埃一樣小,大到山峰一樣大,被認為是彗星、小行星和衛星的碎片。 它們被土星強大的引力撕裂,既不能進入也不能逃脫,只能圍繞土星旋轉,最終形成了土星環。
土星環由內而外有七組,包括D、C、B、A、F、G和E環。 總寬度約為地球寬度的四倍半,但厚度不到1000公尺,有些地方甚至更薄。 A 環和 B 環是最引人注目和最亮的,而 C 環相對較暗,位於 B 環的內側。 至於F、G、E環,都屬於外圈,它們都非常薄,遠不如內圈明顯。
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然後在A環和B環之間,有乙個非常明顯的空洞,稱為卡西尼環裂縫,寬約4,800公里,是卡西尼號在1675年發現的。 卡西尼是乙個特別喜歡觀察數字的人,因為他計算出土星距離地球超過14億公里。 他知道土星離地球很遠,但他沒想到它會這麼遠。 於是他忍不住感嘆,宇宙比人們想象的要大得多。 於是為了更多地了解土星,他開始瘋狂地進行觀測,成為第乙個發現土星四顆衛星的人。
四個探測器訪問了土星。 第乙個訪問土星的探測器是美國宇航局於 1973 年 4 月 6 日發射的先驅者 11 號。 他是先鋒十號的姊妹船。 兩艘船都有一塊鍍金的鋁板,上面有人類資訊。 鋁板描繪了一男一女的形象,以及太陽和地球在銀河系中的位置。 為了做到這一點,如果探測器被外星高智慧生物捕獲,這塊鋁板將向他們解釋這個探測器的**。
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1979年9月1日,先驅者11號抵達土星,拍攝了這張照片。 這也是人類拍攝的第一顆土星**。
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先驅者11號探索的主要結果是確定土星是一顆氣態行星,沒有固體表面,只有乙個固體核心。 換句話說,人類探測器沒有辦法降落在土星上。 除了土星,它還捕獲了土衛六和200多顆木星。 因為它在木星的引力的幫助下飛到了地球的形狀。 直到 1995 年 9 月 30 日,美國宇航局才與先驅者 11 號進行了最後一次接觸。 在那之後,我再也聯絡不上了。 總的來說,先鋒11號只能算是開路者,因為他上面的儀器不是很複雜。 旅行者1號和2號真正實現了土星的精確任務。
這是美國宇航局在1977年8月和9月發射的兩個探測器。 這兩個探測器攜帶的儀器比先驅者11號的儀器先進得多。 他們的任務不僅僅是路過這個星球拍照,而是停下來探索。 目標是太陽系的四顆氣態行星——木星、土星、天王星和海王星。 旅行者一號和旅行者二號分別於1980年11月12日和1981年8月26日到達土星。
經過探索,人類了解到土星環原來是乙個巨大的宇宙垃圾場,由冰和塵埃組成。 然後旅行者1號飛向土衛六,它飛到了這裡,但土衛六的衛星影象被包裹在一層厚厚的大氣層中。 科學家根本看不到他的表面。 經過探測,旅行者1號發現土衛六的大氣層由90%以上的氮組成。 表面的壓力和溫度為16個大氣壓,零下180攝氏度。 它可能是太陽系中除地球之外第乙個表面可能有液體的物體。
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旅行者1號的土衛六探測器也停在這裡。 在那之後,美國宇航局沒有讓他去天王星和海王星,而是讓他朝著太陽運動的方向飛離太陽系。 截至 2023 年 11 月,他距離地球 162AU,即 240 億公里,使其成為距離地球最遠的人造物體。 雖然這兩個探測器為人類解決了土星的許多問題,但它們也帶來了新的問題,例如土星的核心是什麼樣子的。 土衛六上會有生命嗎?
所以為了更多地了解土星,1997年,美國宇航局歐洲航天局(ESA)和義大利航天局(ISA)聯合發射了土星探測器。 這被稱為卡西尼惠更斯號,是第四次訪問土星的探測器,也是迄今為止對土星最詳細的任務。 那麼,從名字上,你也應該能夠看出這次任務的特點,那就是他有兩個探測器,乙個叫卡西尼號,另乙個叫惠更斯號。
卡西尼號是當時最先進的探測器。 它上面有10萬多個零件和26臺計算機,可以說是各種精密儀器的集合。 相比之下,惠更斯要小得多,零件也更少,但一切都非常好,而且它是專門為檢測六人的土壤而設計的。 所以惠更斯是卡西尼號內部的乙個探測器。 計畫是等到它飛到土星,讓卡西尼號釋放惠更斯號。 然後,這兩個探測器分別去探索土星和土衛六6號。 2004年7月1日,卡西尼號到達土星。 2004年12月25日,卡西尼號釋放了惠更斯號,飛往土衛二6號。
惠更斯號飛走後,卡西尼號開始了對土星的一系列探索。 他發現土星外雲層的風速特別高,尤其是在赤道附近,可以達到每小時1800公里,是太陽系中僅次於海王星的第二快行星。 而且它的表面很冷,最冷的時候表面溫度達到零下130度以上。 但土星內部非常熱,核心溫度高達11,700攝氏度。
除此之外,卡西尼號還進一步探測了土星北極的一場巨大風暴。 這場風暴幾乎是乙個完美的正六邊形。 這很奇怪,對吧? 我們知道,無論是地球上的颶風還是木星上的大紅斑,風暴通常都是圓形或橢圓形的。 但是土星的這場風暴是六邊形的,而且特別大。 木星的大紅斑最多可以掉落2-3個地球,但這個地球形狀的六角形風暴足以掉落四個地球。 而且風速高達每小時540公里,可以說比木星的大紅斑還要神秘和震撼。
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與卡西尼號分離後,惠更斯號於2005年1月14日抵達土衛六,並開始著陸。 大多數研究人員對著陸感到緊張,因為這是人類第一次在如此遙遠的星球上著陸探測器。 惠更斯號能夠承受土衛六大氣層的摩擦嗎? 你怎麼能保證他的通訊控制不會被打斷? 這些都不得而知。
惠更斯進入土衛六大氣層僅三分鐘後,它的速度就從每小時18,000公里下降到每小時1,400公里。 緊接著,著陸器依次開啟了一系列降落傘,使他能夠以每小時300公里的速度下降,距離土衛六表面160公里。 防護罩脫落,主降落傘開啟,與此同時,著陸器上的各種裝置開始運轉,拍攝土衛六表面**,收集土衛六上的環境資料。 十五分鐘後,他開啟了最後乙個直徑三公尺的降落傘,衝向了土衛六的表面。
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惠更斯號在2小時15分鐘內成功降落在土衛六上。 根據惠更斯號返回的資料,土衛六的大氣中除了含有90%以上的氮氣外,還含有甲烷和氫氣。 大氣的密度大於地球的密度,表面壓力是地球的1大約5次。 地表溫度很低,平均溫度在-179攝氏度左右,而且非常乾旱,沒有海洋和湖泊,是一片沙漠。 很明顯,在我們所知道的這種環境中不可能有生命。 不幸的是,在惠更斯著陸後大約 90 分鐘,他的電池耗盡了,永遠留在了泰坦上。 惠更斯之所以沒有發現任何液體,是因為他降落的地方是一團塵埃。
2006年7月22日,他的卡西尼號為土衛六傳回了資料。 根據卡西尼號的說法,土衛六中有海洋和湖泊,但它們都是碳氫化合物混合物,即液態甲烷和乙烷。 這是土衛六上最大的湖泊之一,稱為景浦湖。
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除了土衛六之外,卡西尼號還發現土衛六表面下似乎有一片地下海洋,但它還沒有來得及探測到更多的土衛二資料。 研究人員發現,卡西尼號的燃料已經耗盡,一旦耗盡,它很可能會撞上土衛二。 為了避免這種情況,美國宇航局決定提前結束卡西尼號的生命。
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2017年9月15日,在管制員下達命令後,卡西尼號衝進了圖形大氣層。 在潛水過程中,他努力保持天線指向地球,這是卡西尼號最後一次向地球傳輸資料。 大約一分鐘後,卡西尼號在人偶的大氣層中解體,最終燃燒起來,成為人影的一部分。 長達20年的模式探索專案終於落下帷幕。
在他20年的工作中,他拍攝了超過45萬張影象,並發現了六顆地球形狀的新衛星,使人類更接近了解地球的形狀。 順便說一句,截至 2023 年 6 月 8 日,土星有 146 顆已確認的衛星,超過了木星的 95 顆,成為太陽系中衛星最多的行星。 雖然卡西尼號的任務已經結束,但這並不意味著人類對土星的探索已經停止。 因為土星還有很多未解之謎,比如它的六邊形風暴是如何形成的,土衛六和土衛二是否有生命。 因此,為了解決這些問題,美國宇航局計畫在2026年發射蜻蜓探測器。 該探測器的目標是預計將於2034年抵達的土衛六,尋找生命跡象。
土星和木星的大合相。
這種天文現象指的是木星和土星的合相,在此期間木星和土星也是最接近的,我們可以用肉眼看到它們。 如果你有望遠鏡,你也許還能看到木星的四顆伽利略衛星。 這種情況大約每 20 年發生一次,這對我們來說非常罕見,但這不一定是好兆頭。 司馬遷在《天官史記》中寫道:木星與地合一,為內亂、饑荒,主不動仗,戰敗。
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那是什麼意思? 當談到木星和土星的合相時,它象徵著內亂和飢餓的發生。 絕不能有戰爭,戰爭就會失敗。 上一次木頭和泥土相遇是在 2020 年。 那個時候,大家都在經歷疫情的爆發,所以在中國,古人的宇宙是相連的,天上的每乙個天體都是相互關聯的。 當乙個天體影響另乙個天體時,會產生不同的跡象。 當然,我剛才說了這個,大家都會聽的。 我們的現代科學是關於證據的,這些天文現象與人類問題沒有直接的因果關係,我們不能迷信。
2018年12月17日,美國宇航局的卡西尼號任務團隊在美國行星科學雜誌《伊卡洛斯》上發表了一篇關於土星環的研究。 報告指出,最慢3億年,最早1億年,土星環將完全消失。 事實上,土星並不是唯一有光環的行星,太陽系中的所有四顆氣態恆星都有光環,但沒有一顆恆星的光環像地球週期那樣壯觀和複雜。
那麼為什麼土星環會消失呢? 其實主要是因為“環雨”現象。 我們現在都知道,地球環主要是由冰塊組成的,在地球引力和磁場的影響下,這些冰塊逐漸被拉入土星的大氣層。
這就像雨水從土星環落到地球的形狀,吸氣的速度足夠快,也許土星的光環真的會在數億年後消失。
沒有土星環,地球的形狀將不再那麼耀眼。 雖然我們無法親眼看到土星環的消失,但它提醒我們,宇宙是乙個不斷變化和發展的地方。
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