奇特的土星环

土星环是什么

土星环延伸到土星以外辽阔的空间，土星最外环距土星中心有10个至15个土星半径，土星光环宽达20万千米，可以在光环面上并列排上10多个地球，如果拿一个地球在上面滚来滚去，其情形如同皮球在人行道上滚动一样。

主要的土星环宽度48千米至30．2万千米，以英文字母的头7个命名，距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D、C、B、A、F、G和E。土星及土星环在太阳系形成早期已形成，当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围，最后形成了土星和土星环。

奇异的土星光环位于土星赤道平面内，与地球公转情况一样，土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角，这个27度的倾角，造成了土星光环模样的变化。

我们会一段时间“仰视”土星环，一段时间又“俯视”土星环，这时候的土星环像顶漂亮的宽边草帽。另外一些时候，它又像一个平平的圆盘，或者突然隐身不见，这是因为我们在“平视”光环，即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。

土星环的发现

1610年，意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物。1659年，荷兰学者惠更斯认出这是离开本体的光环。

1675年意大利天文学家卡西尼，发现土星光环中间有一条暗缝，后称卡西尼环缝。他还猜测，光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。但在这200年间，土星环通常被看做是一个或几个扁平的固体物质盘。直至1856年，英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统。1979年9月1日，“先驱者11号”飞临土星，实现了对土星的近距离探测。天文学家说，它所发回的大量照片和数据使我们对土星的了解更加透彻。它发现了土星的两道新光环，发现了土星的新卫星和磁场。

为了对宇宙进行深入考察，继“先驱者11号”之后，于1977年8月20日和1977年9月5日美国又先后发射了“旅行者2号”和“旅行者1号”两艘飞船，继续对土星进行考察。

另外，由于轨道设计巧妙，飞船在飞向土星的途中，还分别飞临土卫六、土卫三、土卫一、土卫二、土卫四和土卫五，并于1980年11月13日，在距土星12．4万千米处掠过土星，再一次对土星进行了深入的科学探测，送回了10000多张照片以及各种数据。

从这些新的信息中，又有了惊人的新发现，使关于土星的教科书必须重新改写。有些科学家风趣地说：“我们得到的关于土星的知识，比在以前的整个人类历史上所得到的还要多。”

最近，天文学家通过美国宇航局“斯皮策”太空望远镜观测到土星“超级尺寸”的环状结构，之前他们未曾探测到。经测量该环状结构的垂直高度为土星直径的20倍，而土星的直径是地球的9倍，这个神秘的环状结构可以容纳10亿颗地球。

光环是怎样形成的

凡是用望远镜观看过土星的人，都为它那美丽的光环所吸引。淡黄的像橘子似的星体围绕着发出柔和的白色光辉的光环，使人不得不惊叹大自然的绚丽多姿。

是什么构成这美丽而壮观的光环的呢？它们是固体的，还是由许多粒子组成的？

20世纪初，天文学家开勒尔将光环构造之谜破解了。根据开勒尔的测量，土星光环内缘的速度比外缘的速度要大，说明光环不是固体而是由许多冰冻的颗粒状小天体组成的。它们大小相差悬殊，大的可达几十米，小的不过几厘米或者更微小。

那么，它们是一个挨一个均匀地单层排列着，还是各种粒子互相重叠形成多层的排列呢？“旅行者1号”为我们提供了关于土星光环的新形象。

它发现，光环平面内有数百、数千条大小不等的同心环，环中有环，看起来就像是唱片上的纹路一样。大多数的环是光滑匀称的，但也有些是锯齿形的，有些呈辐射状，还有些像发辫那样互相扭结在一起，令人眼花缭乱。

“旅行者1号”的探测再次证明，土星光环是由无数大小不等的粒子组成的，粒子直径在几厘米至几米之间。这些粒子以惊人的速度围绕着土星旋转，并且还发出功率很强的无线电信号。

土星表面被浓密的氢气云所笼罩，从地球上用望远镜看去，土星表面有些明暗交替的条带，这是土星上的气流形成的。偶尔出现的白色斑点，可能是土星风暴。

“旅行者1号”发回的照片向我们揭示土星表面特征极其丰富多彩：既有斑点、晕圈，又有盘旋着的金色丝带以及旋涡状的棕黄色、黄色、橘红色、褐色的带状物，充分表现出土星表面气流翻滚、风暴迭起的剧烈活动情景。