土卫六
发现
发现者惠更斯
发现日期1655年
轨道根数
半长轴1,221,850 千米
离心率0.0292
轨道周期15日22小时41分钟
倾度0.33°
是哪个天体的卫星土星
物理特征
平均直径5150 km
表面区域83×106km2
质量1.345×1023 kg
平均密度1.88 g/cm3
赤道上方重力1.35 m/s2, 或 .14 G
自转周期(同步)
轴倾斜1.942°
反照率0.21
表面温度
最小平均最高
?K94 K?K
|- ! bgcolor="#a0ffa0" colspan="2" | 大气特性 |- ! align="left" | 压强 | 160 kPa |- | | 94% |- | 甲烷 | 6%

土卫六Titan,又称为泰坦星)是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日荷兰物理学家天文学家数学家克里斯蒂安·惠更斯发现,它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现後发现的第一颗卫星。由於它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的衞星,因此被视为一个时光机器,有助我们了解地球最初期的情况,揭开地球生物如何诞生之谜。

名称

惠更斯简单的把这颗他发现的卫星称为Saturni Luna(意指「土星的卫星」)。之後,乔凡尼·多美尼科·卡西尼为了表达对法国国王路易十四的敬意将发现的四颗卫星——土卫三特提斯),土卫四狄俄涅),土卫五雷亚),以及土卫八伊阿珀托斯)——命名为Sidera Lodoicea(意指「路易之星」)。天文学家依据习惯把这五颗卫星以数字加以编号,其他的卫星则被称为「惠更斯卫星」或「土星的第六颗卫星」(以当时所知道、各卫星距离土星的距离,由近至远排列)。至於土卫一美马斯)和土卫二恩克拉多斯)则是在1789年被发现。

土卫六的英文名称「泰坦」和其他另外七颗当时已知的土星卫星的名称,都是由约翰·赫歇尔爵士(约翰·赫歇尔是威廉·赫歇尔爵士之子,而威廉·赫歇尔是土卫一土卫二的发现者)。约翰·赫歇尔在1847年出版的《在好望角天文观测的结果》一书中把这颗新卫星命名为「泰坦」,泰坦在神话中是克龙(即希腊神话中的萨坦(Saturn),也就是土星)的妹妹。

物理特性

土卫六是土星最大的卫星,也是太阳系第二大卫星,其体积甚至比行星水星还大(虽然质量没有水星大),在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人高估了它的直径。

土卫六平均半径2575-(zh:千米;zh-hant:公里;zh-hans:千米)-,质量1.345×1023-(zh:千克;zh-hant:公斤;zh-hans:千克)-,平均密度1.880×103千克/米3。土卫六环绕土星公转的轨道半长径为1,221,850千米,偏心率0.0292,轨道平面与土星赤道面的交角为0.33°,公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同,这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气,主要成分是,表面大气压力1.5×105帕斯卡,表面温度-178℃。

土卫六质量与木卫三木卫四海卫一冥王星大体类似。土卫六一半是一半是固体材料。在多个不同结晶状冰层下方约3400千米深处有一个固体核心,其内部应该因重力之故仍保持着炽热状态。虽然土卫五以及其他的土星卫星也有类似的固体核心,但由於土卫六的体积巨大造成更强烈的重力压缩,而使得其核心密度较其他卫星高出许多。

大气情况

土卫六是目前已知拥有真正大气层的卫星,其他的卫星最多只是拥有示踪气体。在1944年时使用光谱望远镜观察土卫六的杰哈?柯依伯(Gerard P. Kuiper)是第一个发现土卫六有大气存在的人,他发现土卫六大气的甲烷局部圧力高到100毫巴,而多年後旅行者太空船的观测也证实土卫六上有大气存在。浓密的大气反射了大部分的光线造成反温室效应(Anti-Greenhouse Effect),使得土卫六的地表寒冷异常。事实上,土卫六的大气圧比地球还要大,其地表圧力是地球表面的1.5倍,且由於其高密度与较小的重力,假如今天人类站在土卫六地表上,可能光只靠挥动手臂的力量就足以让自己在土卫六的大气中飞行。早年时由於土卫六表面浓密的云层遮蔽了所有可见光的进出,在光学观测时代人们并无法直接观察到其地表,因此只能推论其表面大部分应是固态或液态乙烷。後来人们透过装置在地球上的雷达望远镜进行观测发现土卫六表面并没有大范围的乙烷海洋,不过仍然有可能存在小型的乙烷湖泊。科学家对卡西尼太空船传回的照片进行研究,认为土卫六上或许根本不存在液态甲烷海洋。除了阻碍人们从地球直接观察其地表外,由於土卫六的大气实在太厚,太阳的光线几乎无法穿透,该卫星的表面可说是一片昏暗,因此当卡西尼号释放出惠更斯探测器降落在土卫六上时,惠更斯号虽然成功地传送回许多现场照片,但却因为光线过度微弱而无法从照片中判读出土卫六表面实际上的状况。

土卫六大气的94%是氮气—太阳系中惟一除了地球外的富氮星体—那里还有大量不同种类的碳氢化合物残余(包括甲烷乙烷丁二炔甲基乙炔丙炔腈乙炔丙烷,以及二氧化碳氰化氢气。这些碳氢化合物被认为来自于土卫六上层大气中的甲烷。当甲烷因为太阳辐射而发生反应就会产生浓密的桔红色烟云。土卫六表面那像是被涂上了一层柏油的有机物沉淀叫做tholin。土卫六没有磁场保护,所以当它有时运行在土星磁气层外时,便直接暴露在太阳风之下。这导致大气电离并在大气上层释放出一些分子。

在接近表面时,土卫六的温度大约是94K。水冰在这种温度下会昇华,所以大气中会有少量的水蒸气存在.土卫六表面除了覆盖全球的迷雾之外也有各种不同的。云可能是由甲烷,乙烷或简单的有机物组成。其他稀有的复杂化学物质是土卫六在太空外观呈现橙色的原因。

2004年11月卡西尼号飞越过土卫六照片中明亮多云的南极,但并未发现期望的甲烷存在.这令科学家们困惑,対云成分的相关研究仍然在进行中,我们过去关於土卫六大气的知识可能需要重新书写。http://space.com/scienceastronomy/titan_mysteries_041028.html

2004年卡西尼号观测大气的结果发现土卫六大气"超级旋转",就像金星那样,其大气要比表面旋转快很多。

表面特徵

2004年,人类对土卫六的表面地图的了解仍然是非常缺乏了解的。无论如何,人类使用哈勃天文望远镜红外线卡西尼-惠更斯号拍摄到一个高亮度,有澳洲大小区域的图片。这个区域的非正式名称是Xanadu Regi'(世外桃源);没有人知道那里是什麽样。类似的哈勃太空望远镜、Keck望远镜甚大望远镜还观测到土卫六上另外一片大小相近的深色区域,人们推测那里可能是液态的甲烷乙烷海洋,但卡西尼号观测的数据发现可能是其他物质。卡西尼号还发回大量土卫六高分辨率地貌图像,其中包括谜一般的线状条纹,一些科学家认为那可能是地壳构造运动产生的。

2004年11月26日的一次飞越土卫六的观测,发现土卫六光滑的表面上只有很少的冲击环形山,这些环形山在光线的作用下明暗对比强烈。这大概是土卫六或烃落入环形山或火山喷发活动活跃造成的经常地壳重构所致。探测器的分光器发现亮区和暗区发射的太阳光波长一样,这就意味着它们可能由相同的物质组成(或者至少是覆盖着相同的物质)。至於到底是什麽物质,人们依然不清楚。人们曾希望凭藉探测器观测物体或液体反射光线而发现的烃湖或烃海并未被探测到。这使得科学家怀疑土卫六表面可能是完全呈冰状或泥泞状态。

为了更好的了解表面地貌,卡西尼太空船在飞近土卫六时使用了雷达遥感测绘技术。传回的第一张图片就展现地表是一个复杂,崎岖与平坦并存的区域。这种地貌看来应该是由火山造成的。火山可能喷发出水和氨水。另外也发现了一些好像风蚀产生的条纹状地貌。还有一些看起来是已经被填平的冲击环形山,其中的液体可能是液态烃。湖中有或没有什麽现在仍然无法确定。另有一些区域返回的信号看来,可能是固体或液体,但其他的解释仍然存在。土卫六看起来真的很光滑,表面没有高於50米的地貌。http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99996598参见[土卫六地貌列表'

对土卫六的探索

-(zh-hans:旅行者;zh-hk:旅行者;zh-hant:航海家)-1号旅行者2号曾经检视过土卫六。航海家1号曾试图尽可能的接近土卫六;不幸的是,航海家1号上没有仪器能够穿透土卫六上的迷雾,因为当时根本不知道上面有云层的存在。多年之後,在对航海家1号桔色滤镜拍摄的图片进行复杂的-(zh-hans:数字;zh-hant:数位;)-处理後,虽仍然没有能够解释如[世外桃源(土星)|世外桃源'地区和[镰刀'地区明亮和黑暗地貌的成因http://www.lpl.arizona.edu/~jrich/vgertitan.html,但从那时起,这些地区就开始被哈勃天文望远镜用红外线加以观测了。航海家2号只是粗略的检视过土卫六,航海家2号团队必须从「调整轨道让航海家2号详细检视土卫六」和「使用另外一个访问天王星海王星的轨道」中选取一个。由于航海家1号没有能够观测到其表面地貌,航海家2号团队选择了後一个方案。

卡西尼—惠更斯号已在2004年7月1日到达土星,并且开始使用雷达测量土卫六表面地形的工作;卡西尼探测器在2004年11月26日飞跃到土卫六上方并且拍摂下很多高分辨率的土卫六表面图像,展现了人眼从来没有见过的明暗斑块。卡西尼号在2004年12月25日圣诞节释放出了惠更斯号,惠更斯号在2005年1月14日进入土卫六大気层进行详细探测。惠更斯号探测器可在土卫六的大气中烧毁前将相关数据发回。

惠更斯号探测器在2005年1月14日登陆土卫六。
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