土星是離太陽第六遠的行星，也是九大行星中第二大的行星： 公轉軌道: 距太陽 1,429,400,000 千米 (9.54 天文單位) 衛星直徑: 120,536 千米 (赤道) 質量: 5.68e26 千克 在羅馬神話中，土星（Saturn）是農神的名稱。希臘神話中的農神Cronus是Uranus（天王星）和該亞的兒子，也是宙斯（木星）的父親。土星也是英語中“星期六”（Saturday）的詞根。(請參見 附錄 4). 土星在史前就被發現了。伽利略在1610年第一次透過望遠鏡觀察到它，並記錄下它的奇怪執行軌跡，但也被它給搞糊塗了。早期對於土星的觀察十分複雜，這是由於當土星在它的軌道上時每過幾年，地球就要穿過土星光環所在的平面。（低解析度的土星圖片所以經常有徹底性的變化。）直到1659年惠更斯正確地推斷出光環的幾何形狀。在1977年以前，土星的光環一直被認為是太陽系中唯一存在的；但在1977年，在天王星周圍發現了暗淡的光環，在這以後不久木星和海王星周圍也發現了光環。 先鋒11號在1979年首先去過土星周圍，同年又被旅行家1號和2號訪問。現在正在途中的卡西尼飛行器將在2004年到達土星。 透過小型的望遠鏡觀察也能明顯地發現土星是一個扁球體。它赤道的直徑比兩極的直徑大大約10％（赤道為120,536千米，兩極為108,728千米），這是它快速的自轉和流質地表的結果。其他的氣態行星也是扁球體，不過沒有這樣明顯。 土星是最疏鬆的一顆行星，它的比重（0.7）比水的還要小。 與木星一樣，土星是由大約75％的氫氣和25％的氦氣以及少量的水，甲烷，氨氣和一些類似岩石的物質組成。這些組成類似形成太陽系時，太陽星雲物質的組成。 土星內部和木星一樣，由一個岩石核心，一個具有金屬性的液態氫層和一個氫分子層，同時還存在少量的各式各樣的冰。 土星的內部是劇熱的（在核心可達12000開爾文），並且土星向宇宙發出的能量比它從太陽獲得的能量還要大。大多數的額外能量與木星一樣是由Kelvin-Helmholtz原理產生的。但這可能還不足以解釋土星的發光本領，一些其他的作用可能也在進行，可能是由於土星內部深層處氦的“沖洗”造成的。 木星上的明顯的帶狀物 在土星上則模糊許多，在赤道附近變得更寬。由地球無法看清它的頂層雲，所以直到旅行者飛船偶然觀測到，人們才開始對土星的大氣迴圈情況開始研究。土星與木星一樣，有長週期的橢圓軌道（右側圖象中心的大紅斑）以及其他的大致特徵。在1990年，哈博望遠鏡觀察到在土星赤道附近一個非常大的白色的雲，這是當旅行者號到達時並不存在的；在1994年，另一個比較小的風暴被觀測到。（左圖） 從地球上可以看到兩個明顯的光環（A和B）和一個暗淡的光環（C），在A光環與B光環之間的間隙被稱為“卡西尼部分”。一個在A光環的外圍部分更為暗淡的間隙被稱為“Encke Gap”（但這有點用詞不當，因為它可能從沒被Encke看見過）。旅行者號傳送回的圖片顯示還有四個暗淡的光環。土星的光環與其他星的光環不同，它是非常明亮的。（星體反照率為0.2 - 0.6） 儘管從地球上看光環是連續的，但這些光環事實上是由無數在各自獨立軌道的微小物體構成的。它們的大小的範圍由1釐米到幾米不等，也有可能存在一些直徑為幾公里的物體。 土星的光環特別地薄，儘管它們的直徑有250,000千米甚至更大，但是它們最多隻有1.5千米厚。儘管它們有給人深刻印象的明顯的形象，但是在光環中只有很少的物質－－如果光環被壓縮成一個物件，它最多隻可能是100千米寬。 光環中的微粒可能主要是由水凝成的冰組成，但它們也可能是由冰裹住外層的岩石狀微粒。 旅行者號證實令人迷惑的半徑的不均勻性在光環中的確存在，這被叫做“spokes（輔條）”，這是首先由一個業餘天文學家報道的（左圖）。它們的自然本性帶給了我們一個謎，但使得我們有了弄清土星磁場區的線索。 土星最外層的光環，F光環，是由一些更小的光環組成的繁雜構造，它的一些“繩結（Knots）”是很明顯的。科學家們推測這些所謂的結可能是塊狀的光環物質或是一些迷你的月亮。這些奇怪的織狀物在旅行者1號發回的圖象中很明顯，（右圖）但它們在旅行者2號發回的圖象中看不見，可能是因為後者拍到的光環部分的成分與前者的略有不同。 土星的衛星之間和光環系統中有著複雜的潮汐共振現象：一些衛星，所謂的“牧羊衛星”（比如土衛十五，土衛十六和土衛十七）對保持光環形狀有著明顯的重要性；土衛一看來應對卡西尼部分某種物質的缺乏負責任，這與小行星帶中Kirkwood gaps遇到的情況類似；土衛十八處於Encke Gap中。整個系統太複雜，我們所掌握的還很貧乏。 土星（以及其他類木行星）的光環的由來還不清楚，儘管它們可能自從形成時就有光環，但是光環系統是不穩定的，它們可能在前進過程中不斷更新，也可能是比較大的衛星的碎片。 像其他類木行星一樣，土星有一個極有意義的磁場區。 在無盡的夜空中，土星很容易被眼睛看到。儘管它可能不如木星那麼明亮，但是它很容易被認出是顆行星，因為它不會象恆星那樣“閃爍”。光環以及它的衛星能透過一架小型業餘天文望遠鏡觀察到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由Starry Night這個天象程式作更多更細緻的定製。 土星的衛星 土星有18顆被命名的衛星，比其他任何行星都多。還有一些小衛星還將被發現。 在那些旋轉速度已知的衛星中，除了土衛九和土衛七以外都是同步旋轉的。 有三對衛星，土衛一-土衛三，土衛二-土衛四和土衛六-土衛七有萬有引力的互相作用來維持它們軌道間的固定關係。土衛一公轉週期恰巧是土衛三的一半，它們可以說是在1:2共動關係中，土衛二-土衛四的也是1:2； 土衛六-土衛七的則是3:4關係。 除了18顆被命名的衛星以外，至少已有一打以上已經被報道了，並且已經給予了臨時的名稱。
土星是離太陽第六遠的行星，也是九大行星中第二大的行星： 公轉軌道: 距太陽 1,429,400,000 千米 (9.54 天文單位) 衛星直徑: 120,536 千米 (赤道) 質量: 5.68e26 千克 在羅馬神話中，土星（Saturn）是農神的名稱。希臘神話中的農神Cronus是Uranus（天王星）和該亞的兒子，也是宙斯（木星）的父親。土星也是英語中“星期六”（Saturday）的詞根。(請參見 附錄 4). 土星在史前就被發現了。伽利略在1610年第一次透過望遠鏡觀察到它，並記錄下它的奇怪執行軌跡，但也被它給搞糊塗了。早期對於土星的觀察十分複雜，這是由於當土星在它的軌道上時每過幾年，地球就要穿過土星光環所在的平面。（低解析度的土星圖片所以經常有徹底性的變化。）直到1659年惠更斯正確地推斷出光環的幾何形狀。在1977年以前，土星的光環一直被認為是太陽系中唯一存在的；但在1977年，在天王星周圍發現了暗淡的光環，在這以後不久木星和海王星周圍也發現了光環。 先鋒11號在1979年首先去過土星周圍，同年又被旅行家1號和2號訪問。現在正在途中的卡西尼飛行器將在2004年到達土星。 透過小型的望遠鏡觀察也能明顯地發現土星是一個扁球體。它赤道的直徑比兩極的直徑大大約10％（赤道為120,536千米，兩極為108,728千米），這是它快速的自轉和流質地表的結果。其他的氣態行星也是扁球體，不過沒有這樣明顯。 土星是最疏鬆的一顆行星，它的比重（0.7）比水的還要小。 與木星一樣，土星是由大約75％的氫氣和25％的氦氣以及少量的水，甲烷，氨氣和一些類似岩石的物質組成。這些組成類似形成太陽系時，太陽星雲物質的組成。 土星內部和木星一樣，由一個岩石核心，一個具有金屬性的液態氫層和一個氫分子層，同時還存在少量的各式各樣的冰。 土星的內部是劇熱的（在核心可達12000開爾文），並且土星向宇宙發出的能量比它從太陽獲得的能量還要大。大多數的額外能量與木星一樣是由Kelvin-Helmholtz原理產生的。但這可能還不足以解釋土星的發光本領，一些其他的作用可能也在進行，可能是由於土星內部深層處氦的“沖洗”造成的。 木星上的明顯的帶狀物 在土星上則模糊許多，在赤道附近變得更寬。由地球無法看清它的頂層雲，所以直到旅行者飛船偶然觀測到，人們才開始對土星的大氣迴圈情況開始研究。土星與木星一樣，有長週期的橢圓軌道（右側圖象中心的大紅斑）以及其他的大致特徵。在1990年，哈博望遠鏡觀察到在土星赤道附近一個非常大的白色的雲，這是當旅行者號到達時並不存在的；在1994年，另一個比較小的風暴被觀測到。（左圖） 從地球上可以看到兩個明顯的光環（A和B）和一個暗淡的光環（C），在A光環與B光環之間的間隙被稱為“卡西尼部分”。一個在A光環的外圍部分更為暗淡的間隙被稱為“Encke Gap”（但這有點用詞不當，因為它可能從沒被Encke看見過）。旅行者號傳送回的圖片顯示還有四個暗淡的光環。土星的光環與其他星的光環不同，它是非常明亮的。（星體反照率為0.2 - 0.6） 儘管從地球上看光環是連續的，但這些光環事實上是由無數在各自獨立軌道的微小物體構成的。它們的大小的範圍由1釐米到幾米不等，也有可能存在一些直徑為幾公里的物體。 土星的光環特別地薄，儘管它們的直徑有250,000千米甚至更大，但是它們最多隻有1.5千米厚。儘管它們有給人深刻印象的明顯的形象，但是在光環中只有很少的物質－－如果光環被壓縮成一個物件，它最多隻可能是100千米寬。 光環中的微粒可能主要是由水凝成的冰組成，但它們也可能是由冰裹住外層的岩石狀微粒。 旅行者號證實令人迷惑的半徑的不均勻性在光環中的確存在，這被叫做“spokes（輔條）”，這是首先由一個業餘天文學家報道的（左圖）。它們的自然本性帶給了我們一個謎，但使得我們有了弄清土星磁場區的線索。 土星最外層的光環，F光環，是由一些更小的光環組成的繁雜構造，它的一些“繩結（Knots）”是很明顯的。科學家們推測這些所謂的結可能是塊狀的光環物質或是一些迷你的月亮。這些奇怪的織狀物在旅行者1號發回的圖象中很明顯，（右圖）但它們在旅行者2號發回的圖象中看不見，可能是因為後者拍到的光環部分的成分與前者的略有不同。 土星的衛星之間和光環系統中有著複雜的潮汐共振現象：一些衛星，所謂的“牧羊衛星”（比如土衛十五，土衛十六和土衛十七）對保持光環形狀有著明顯的重要性；土衛一看來應對卡西尼部分某種物質的缺乏負責任，這與小行星帶中Kirkwood gaps遇到的情況類似；土衛十八處於Encke Gap中。整個系統太複雜，我們所掌握的還很貧乏。 土星（以及其他類木行星）的光環的由來還不清楚，儘管它們可能自從形成時就有光環，但是光環系統是不穩定的，它們可能在前進過程中不斷更新，也可能是比較大的衛星的碎片。 像其他類木行星一樣，土星有一個極有意義的磁場區。 在無盡的夜空中，土星很容易被眼睛看到。儘管它可能不如木星那麼明亮，但是它很容易被認出是顆行星，因為它不會象恆星那樣“閃爍”。光環以及它的衛星能透過一架小型業餘天文望遠鏡觀察到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由Starry Night這個天象程式作更多更細緻的定製。 土星的衛星 土星有18顆被命名的衛星，比其他任何行星都多。還有一些小衛星還將被發現。 在那些旋轉速度已知的衛星中，除了土衛九和土衛七以外都是同步旋轉的。 有三對衛星，土衛一-土衛三，土衛二-土衛四和土衛六-土衛七有萬有引力的互相作用來維持它們軌道間的固定關係。土衛一公轉週期恰巧是土衛三的一半，它們可以說是在1:2共動關係中，土衛二-土衛四的也是1:2； 土衛六-土衛七的則是3:4關係。 除了18顆被命名的衛星以外，至少已有一打以上已經被報道了，並且已經給予了臨時的名稱。