土星衛星

土星擁有許多衛星，至目前為止所發現的衛星數已經有60多個。其中被命名的衛星中，11個是直徑在300千米以下的小衛星，6個是直徑在400~1500千米之間的中型衛星，還有一顆直徑為5150千米的大衛星土衛六-泰坦。在土星的衛星當中，最內側的6個都是小衛星，它們可能原本是大顆冰天體的碎片，與土星之間彼此有著密切的關係。

基本介紹

• 中文名：土星衛星
• 外文名：satellites of Saturn
• 分類：衛星
• 發現者：美馬斯、恩克拉多斯 等
• 數量：62顆
• 最大衛星：土衛六

土星衛星

太陽系中最龐大的衛星系統。最外的土衛九是逆行衛星 ；從土衛十到土衛七有8顆屬規則衛星。最大的土衛六僅次於木衛三，是最早發現有大氣的衛星，其大氣密度為地球大氣的5倍，主要成分是氮和甲烷，其表面是粘稠狀的碳氫化合物，一度是人們尋找地外生命的希望，但空間探測已予以否定。土衛系統中還有幾顆衛星同軌的奇特現象，如土衛十三、十四就分別在土衛三前後各60度處，構成了兩個正三角形；而土衛十、十一有時會靠得很近，還有幾顆衛星位於環內，這也是造成土星光環結構複雜多變的原因之一。

土星被拍到四個衛星

土星環及其衛星.ESA圖片擁有美麗的行星環的土星有著數量眾多的衛星，它們中的34個已經有了名字；它們的精確數據並不清楚，因為有如此多的物體在如此寬廣的土星軌道里圍繞著它做運行。最近，2000年下半年做的一次觀察發現了另外12顆有著奇異軌道的衛星，這說明它們原先是一個大天體的碎片，後來才被土星的引力場捕獲。

被認為在1905年發現存在的衛星Themis，實際上並不存在。

土星衛星中最值得注目是土衛六，它是太陽系中唯一擁有稠密大氣層的衛星。

2004年12月25日聖誕節，卡西尼號釋放出惠更斯號，後者開始歷時三周獨自前往土衛六之旅。卡西尼—惠更斯號探測器是在2004年7月1日進入環繞土星分軌道的。卡西尼—惠更斯號任務同時也增加了發現衛星的數量。

土星的衛星	名稱	直徑（km)	質量（kg）	平均軌道半徑（km）	軌道周期	位於何處	發現年份
土衛一	美馬斯	392	3.80×10^19	185,520	0.942422 日		1789年
土衛二	恩克拉多斯	498	7.30×10^19	238,020	1.370218 日		1789年
土衛三	特提斯	1060	6.22×10^20	294,660	1.887802 日		1684年
土衛四	狄俄涅	1120	1.05×10^21	377,400	2.736915 日		1684年
土衛五	雷亞	1530	2.49×10^21	527,040	4.5175 日		1672年
土衛六	泰坦	5150	1.35×10^23	1,221,830	15.94542 日		1655年
土衛七	許珀里翁	286 (410 × 260 × 220)	1.77×10^19	1,481,100	21.27661 日		1848年
土衛八	伊阿珀托斯	1460	1.88×10^21	3,561,300	79.33018 日		1671年
土衛九	菲比	220	4.00×10^18	12,944,300	-548.2 日	**諾爾斯群	1899年
土衛十	傑納斯	178 (196 × 192 × 150)	2.01×10^18	151,472	0.6945 日		1966年
土衛十一	埃庇米修斯	115 (144 × 108 × 98)	5.60×10^17	151,422	0.6942 日	公用軌道	1980年
土衛十二	海琳	33 (36 × 32 × 30)	不詳	377,400	2.736915 日	尾隨狄俄涅後的特洛依小行星	1980年
土衛十三	泰萊斯托	29 (34 × 28 × 36)	不詳	294,660	1.887802 日	在特提斯前方的特洛依小行星	1980年
土衛十四	卡呂普索	26 (34 × 22 × 22)	不詳	294,660	1.887802 日	尾隨特提斯後的特洛依小行星	1980年
土衛十五	阿特拉斯	30 (40 × 20)	不詳	137,670	0.6019 日	A環外圍	1980年
土衛十六	普洛米修斯	91 (145 × 85 × 62)	2.70×10^17	139,350	0.6130 日	F環內側	1980年
土衛十七	潘多拉	84 (114 × 84 × 62)	2.20×10^17	141,700	0.6285 日	F環外圍	1980年
土衛十八	潘	20	2.7×10^15	133,583	0.575 日	恩克環縫（A環環縫）內	1990年
土衛十九	伊米爾	18	不詳	23,096,000	-1312.4 日	**挪威群	2000年
土衛二十	Paaliaq	22	不詳	15,199,000	686.9 日	因紐特群	2000年
土衛二十一	Tarvos	15	不詳	18,247,000	925.6 日	高盧群	2000年
土衛二十二	Ijiraq	12	不詳	11,440,000	451.5 日	因紐特群	2000年
土衛二十三	Suttungr	7	不詳	19,463,000	-1016.3 日	**挪威群	2000年
土衛二十四	Kiviuq	16	不詳	11,365,000	449.2 日	因紐特群	2000年
土衛二十五	Mundilfari	7	不詳	18,709,000	-951.4 日	**挪威群	2000年
土衛二十六	Albiorix	32	不詳	16,404,000	783.5 日	高盧群	2000年
土衛二十七	Skathi	8	不詳	15,647,000	-728.9 日	**挪威群	2000年
土衛二十八	Erriapo	10	不詳	17,616,000	871.9 日	高盧群	2000年
土衛二十九	Siarnaq	40	不詳	18,160,000	893.1 日	因紐特群	2000年
土衛三十	Thrymr	7	不詳	20,382,000	-1086.9 日	**挪威群	2000年
土衛三十一	Narvi	7	不詳	18,719,000	-956.2 日	**	2003年
土衛三十二	Methone	3	不詳	194,000	1.01日		2004年
土衛三十三	Pallene	4	不詳	211,000	1.14日		2004年
土衛三十四	Polydeuces	3.5		377,396	2.736915日	尾隨狄俄涅後的特洛依小行星	2004年
土衛三十五	Daphnis	~7		136,505	0.59537	Keeler縫內	2005年

衛星數量

土星衛星已確認的最少有10顆。按與土星距離由近及遠排列為：土衛十、土衛一、土衛二、土衛三、土衛四、土衛五、土衛六、土衛七、土衛八、土衛九。據報導1979年9月1日行星際探測器“先驅者”11號又發現一顆新衛星，暫取名“先驅岩”（Pioneerrock）或1979S1，但尚未確認。其中土衛十離土星的距離只有159,500公里，僅為土星赤道半徑的2.66倍，已接近洛希極限。土衛八的軌道面與土星赤道面的交角為14°7，而其軌道面與土星的公轉軌道面的交角為16°3，是不規則衛星；土衛九在一個偏心率達0.1633的橢圓軌道上繞土星公轉，其軌道面與土星赤道面的交角約為150°，也是不規則衛星。除土衛八和土衛九外，土衛一至土衛七以及土衛十都是規則衛星，在土星赤道平面附近以近圓軌道繞土星轉動。在土衛一至土衛十這10顆土星衛星中，土衛九是唯一的逆行衛星，因為它的軌道面與土星的公轉軌道面的交角為174°42┡，它繞土星的轉動方向和土星繞太陽的轉動方向相反。

在土衛系統中值得特別提出的是土衛六、土衛一和土衛八。土衛六又名提坦（Titan）。它的半徑達2575公里左右，是太陽系中居第二大的衛星，僅次於木衛三蓋尼米得，比最靠近太陽的行星──水星還大。它每隔16天左右繞土星運行一周。由於它質量大和離太陽遠，按逃逸速度推算，它可能存在著大氣。1944年，柯伊伯果然在土衛六光譜中發現了甲烷譜線，從而得知它確有大氣。它的大氣的主要成分是甲烷和氫，大氣壓是1.5個地球大氣壓左右。土衛六表面可能是冰，溫度約125K。1979年 9月，“先驅者”11號離開這顆衛星 356,000公里處拍攝了它的照片。土衛六呈現橙色。這顆衛星的大氣中的雲層是由甲烷、乙烷、乙炔（還可能有氮）等組成的；這些成分在太陽紫外線輻射的作用下離解，便形成上述顏色。“先驅者”11號還測得土衛六上層大氣的溫度為-200℃，同土星環的溫度差不多。

土星的兩顆衛星

土星有多少衛星？1996年時為18顆，2000年就上漲到了24顆，2003年是53顆，2005年則達60顆，最近發現有62顆

運行特點

逆行軌道圍繞土星運行 （與行星自轉方向相反）

不清楚其是否是真正的衛星或只是F環的一個穩定碎片

一些特洛依小行星與土星衛星使用相同的名字：潘多拉55，狄俄涅106，雷亞577，普羅米修斯1809，埃庇米修斯1810，潘4450。

土衛一

土衛一是土星8個大的、形狀規則的衛星中最小且最靠近土星的一個。直徑392公里，與土星平均距離約185520公里。軌道近圓形。公轉周期為23小時，正好是土衛三公轉周期的一半，所以，這兩顆衛星總是在土星的同一側相遇。這種現象叫軌道共振態，原因還不清楚。土衛一的自轉和公轉同步，所以它總是以同一半球朝向土星。這一點類同月球與地球的關係。土衛一的平均密度僅為水的1.2倍，其表面有凍凍的特徵。根據這些理由，可以認為，土衛一的主要成分是冰。它的表面明亮，布滿碗形的深隕石坑。隕石坑深度大，是因為表面重力小的緣故。土衛一上最引人注目的表面結構是一個直徑130公里的環形山，它位於朝向土星一面的半球中央。山壁高5千米，底深10公里，中央有一座長6千米的山峰。這是太陽系中已發現的、整體最大的隕擊結構。

土衛一對土星光環的結構具有重要的動力學效應。土衛一圍繞土星的轉動周期為22小時25分。如果在土星光環的卡西尼環縫中有一個質點，那么，其轉動周期恰好是土衛一轉動周期的一半。有些天文學家據共振理論認為，卡西尼環縫乃是土衛一引力擾動的直接結果。在土衛六軌道附近有一個氫雲。

土衛二

土衛二是土星的第三顆大衛星。在美國行星探測器“旅行者”2號於1981年從這一天體附近飛過以前，人們除知道它的軌道外，其他一無所知。在探測器靠近到87140公里處，發現土衛二有複雜的地質結構。

土衛二

觀測表明，土衛二已經歷了5個不同的演化時期。幾個無環形山區域的年齡不超過1億年。由於這一時段只占土衛二整個壽命的2%，似乎可以認為它還是一顆仍處於“活動期”的衛星。繼續進行這種地質活動的能量可能來自土星和土衛四的起潮力。土衛二的直徑為500公里，以圓形軌道環繞土星公轉，和土星的平均距離為238020公里。平均密度只比水大10%，說明它的成分有一半或更多是冰。在土星的衛星中，土衛二的密度是最低的。它的反照率達100%，雖有環形山和崎嶇的原野，但基本上是平坦的。

土衛三

土衛三的主要成分是純水冰。它的直徑1060公里，在離土星294660公里處環繞土星運行。土衛三有兩個值得注意的特徵：一是有一 條長達整個星球周長四分之三，占了整個表面5%到10%的大裂縫。

據推測，大裂縫是衛星內部的水的凍結膨脹造成的；一是有一個直徑400公里的環形山及內部巨大的中央峰。土衛四的直徑為1120公里，在平均距離為377400公里的近圓軌道上繞土星順行。它66小時左右公轉一周，正好是土衛二公轉周期的2倍，估計是由於土衛二的潮汐熱能所致。

由於潮汐摩擦，土衛四的自轉與公轉同步，也總是以同一面對著土星。

土衛四

土衛四的表面亮度差別頗大，面朝軌道運行方向的前半面通常比後半面亮。但平均起來說，土衛四的反照率是很高的。

據此猜測，它的表面由大量的冰構成。衛星密度是水的1.4倍，估計它由約40%的岩石與60%的冰構成。在這顆衛星上顯然曾發生過大量冰溶化和地殼表面再造活動，因而同其他土星衛星相比，表面上環形山 較少。

大多數環形山都在朝軌道運動的亮面上。較暗的後半面則被許多形成網狀結構的亮紋所割裂。其中有些是呈線狀的槽溝和山脊。這些亮紋被解釋為可能是由於揮發性物質從土衛四內部沿線狀裂縫冒出並重新凝結而成的。儘管在土衛四背面網狀結構中央附近也有大碰撞的跡象，但對土衛四表面為什麼有這種明顯的不對稱性迄今仍不清楚。

土衛五

土衛五的直徑為1530公里，在平均距離為527040公里的近圓軌道上繞土星順行。密度是水的1.3倍，因此，一般認為它主要是由冰構成的。紅外光譜也顯示其表面主要由霜構成。土衛五表面的反照率較高，但在不同區域有很大差別。同大多數土星的衛星一樣，土衛五的自轉與公轉也是同步的，因而也總是以同一面對著土星。同土衛四一樣，土衛五朝軌道運行方向的前半面既亮又多隕石坑，而後半面則較暗，而且上面只有一些亮紋和少量的隕石坑以及一些表面再造的跡象。儘管在土衛五的表面冰多於石，多隕石坑的一面卻很像水星和月球上的那些密布隕石坑的高地。在土星系中，表面隕石坑最多的就是土衛五。

在溫度極低的情況下，冰與岩石顯然有相似的力學性質。在隕石坑少的那一面，可看到亮的，呈線狀或折線狀的條紋，它們可能是大規模表面再造和一些揮發性物質（如水或甲烷氣體）從裂縫裡大量冒出的結果。隕石坑中的亮斑也可能是這種情況造成的。

土星衛星

土衛六

公轉軌道 距土星 1,221,830公里

衛星直徑 5150公里

衛星質量 1.35e23千克

土衛六是在1655年由惠更斯發現的。其間人們一直認為土衛六是太陽系中最大的衛星，並取名為泰坦（在希臘神話里，泰坦是一個巨人家族）。

旅行者1號的任務的之一就是對土衛六的研究。旅行者1號在距其表面4000千米的高空飛行，雖然它的攝像機不能穿透土衛六的大氣層，但還是為人們拍攝了一些的珍貴照片，人們與它邂逅的幾分鐘比先前的300年了解的更多。

土衛六是由近一半的冰和一半的岩石物質組成的。它可能被分成許多層，擁有一個直徑3400千米，被許多由多種冰晶體組成的地層環繞的岩石核心。它的內部可能還是熱的。它的密度很大，以致於自身的引力使它向中心壓縮。

土衛六的大氣層很值得注意，在地表，它的壓力大於150千帕（地球大氣壓101千帕；比地球的高50%）。它主要由分子氮組成（就像地球的），另外僅有6%的氬氣和占有一些百分比的甲烷。十分有趣的是，還有一打微量的其他有機化合物（比如乙烷，氫氰酸，二氧化碳）。這些有機物像甲烷一樣形成。它們在土衛六的大氣層上部被太陽光破壞。這樣的結果是類似於在大城市上空發現的煙霧，但要更厚。在許多方面，這類似於地球歷史上生命開始出現的早期的條件。

土衛七

土衛七是土星一顆較小的衛星，它每23.3天繞土星一周，距土星1481000公里，位於土衛六和土衛八軌道之間。它是外形不規則的天體，其大小為410公里×260公里×22公里。具有較高的反照率（30%），這說明它表面為冰霜所覆蓋。

土衛八

土衛八是土星衛星系統中的一個外圍衛星，以其表象而顯異常。法國天文學家卡西尼於1671年發現。土衛八以79.33個地球日環土星一周，與土星的距離為3561000公里。半徑730公里左右，整體密度1.16。一個具有如此小的密度的固態天體只能是主要由冰組成。已觀測出土衛八的自轉周期等於其公轉期，這和月球的情況一樣。

土衛八的固態表面受近距的其他大行星的引力作用也出現潮汐。其結果是土衛八的一面在其軌道運動中總是朝前，而另一面總是後隨。朝前的半球只反射出照射其上的日光的一小部分而顯得特別黑暗，而後隨的半球卻是一個比朝前的半球亮10倍的良好反射體。在太陽系所有天體中，它是亮度變化幅度最大的一個。“旅行者”號探測器在朝前的半球上發現有隕擊的環形坑，但在後隨的半球上沒有。明亮的後隨半球的表面物質中，可以肯定的是有水冰，不太肯定的是甲烷和其他的凍的混合物。

朝前半球表面上的黑暗物質被認為是有機分子化合物，或許來自土星最外圍的衛星——土衛九，或許是太陽紫外輻射冰中的甲烷而就地形成的。若是後面一種方式，甲烷冰的快速蒸發，以及受微隕石的轟擊將表面物質從朝前半球彈道式傳輸到了後隨半球，這或許可以解釋前後兩半球的亮度不對稱性。土衛八的特點是它的一個半面的亮度比另一半面大6倍；暗的半面如同黑漆，亮的半面如同白雪，原因迄今未知。美國航空航天局（NASA）的科學家近日（2009年10月8日新聞）發現土星周圍存在一個“隱形”的巨大光環（如圖），由冰和塵埃微粒組成，可以容納10億個地球。光環的發現可能有助於解釋關於土星另一衛星土衛八的一個古老而神秘的問題。新發現的光環旋轉軌道與土衛八相反。科學家們推測，光環內的塵埃飛濺到土衛八表面上，形成了黑色區域。

土星新發現光環和土衛八關係

“長久以來，航天學者一直認為菲比與土衛八表面之上的黑色物質之間存在某種聯繫，新發現的光環為此提供了令人信服的證據。”新光環的發現者之一、馬里蘭大學專家道格拉斯·漢密爾頓說。

土衛九

土衛九直徑約220公里，距離土星平均距離約為12952000公里。是已知土星衛星中距土星最遠的一個。軌道偏心率很大，同土星環面的傾角也很大。它是一顆規則衛星，但為逆行。在土衛一至土衛十這10顆土星衛星中，土衛九是唯一的逆行衛星，它繞土星的轉動方向和土星繞太陽的轉動方向相反。因此，土衛九可能是一顆被俘獲的像小行星那樣的天體，而不是土星原來固有的衛星。

土衛十

土衛十是一個不規則形狀的小衛星，它和土衛十一使用兩條距離只有五十公里的軌道環繞土星運行，當它們非常接近時，便會交換軌道，較外的轉到較內，較內的轉到較外，這情況每四年發生一次。

這是一個罕見的情況，“卡西尼”號探測器到達土星後將會查明原因。由於土衛十的表面受了很多大大小小的撞擊，因此相信它的表面有數十億年的歷史。

其他小衛星

土衛十一

土衛十一與土衛十為"雙星"。

它的表面有許多直徑大於30千米的隕石坑（環形山），也有大大小小的山脈和溝。人們廣泛的概念認為土衛十一一定十分古老。

土衛十二

它是在1980年被地面天文台的Laques和Lecacheux發現的。

土衛十二在Dione土衛四的拉格朗日前點上，因此有時它被稱為"Dione B".

土衛十三

它是在1980年由Smith， Reitsema， Larson和Fountain通過地面觀察而發現的。Telesto在土衛三的拉格朗日點的前點上。

土衛十四

土衛十四在土衛三的拉格朗日點的後點中。

土衛十四和土衛十三都屬於太陽系中的小衛星。

註解：旅行者號CD-ROM中的土衛十四的照片被標錯了號；它們實際上是土衛十六的照片。同樣的，標為土衛十三的照片實際上是土衛十七的。

土衛十五

它是在1980年由R. Terrile從旅行者號傳回的照片上發現的。

土衛十五好像是一顆A光環的牧羊衛星。

土衛十六

土衛十六是F光環中的一顆牧羊衛星。

土衛十六有許多山脈和山谷和一些直徑為20千米左右的隕石坑。但是看上去它的隕石坑比周圍鄰近的衛星（土衛十七，土衛十和土衛十一）少。

從它們很低的密度和相對較高的反照率來看，土衛十六，土衛十七，土衛十和土衛十一可能是多孔的冰質天體。（註解：對於這些數值還有很多不能確定。）

根據1995年6月的土星光環平面交叉線觀察發現，土衛十六比從旅行者號1981年數據算出的所在位置落後了20度，這是不足以用觀察誤差所能解釋的。可能土衛十六的軌道最近與F環遭遇而發生改變或者他可能有一個小伴星與它一起分享這個軌道。

土星衛星

土衛十七

這顆衛星於1980年被Collins和他的同伴從旅行者號的照片上發現。

土衛十七是F光環外的牧羊衛星。從右邊的圖片上可看到土衛十七和不明顯的F光環，土衛十六及A光環的部分。

這顆衛星上的隕石坑比附近的土衛十六上的更大，土衛十七至少有兩個直徑大約30千米的大隕石坑。但是它沒有長條形的山脈和峽谷。

土衛十八

土衛十八在土星A光環帶的Encke溝中。

光環附近的小衛星在光環中產生的波狀圖案。在發現土衛十八之前，一次對土星A光環的邊緣的這種圖案的研究預言了一顆小衛星的位置。依靠對10年前旅行者號的照片中在預言地點的再次研究發現了土衛十八。

可能有更多的在土星光環中的衛星將被發現。

其他迷你衛星

除了土衛一至土衛十八，土星還有三十四顆已命名的迷你型的衛星，還有八顆未命名的迷你型的衛星。它們是：土衛十九Ymir，土衛二十Paaliaq，土衛二十一Tarvos，土衛二十二Liraq，土衛二十三Suttungr，土衛二十四Kiviuq，土衛二十五Mundilfari，土衛二十六Albiorix，土衛二十七Skathi，土衛二十八Erriapus，土衛二十九Siarnaq，土衛三十Thrymr，土衛三十一Narvi，土衛三十二Methone，土衛三十三Pallene，土衛三十四Polydeuces，土衛三十五Daphnis，土衛三十六Aegir，土衛三十七Bebhionn，土衛三十八Bergelmir，土衛三十九Bestla,土衛四十Farbauti，土衛四十一Fenrir，土衛四十二Fornjot，土衛四十三Hati，土衛四十四Hyrrokkin，土衛四十五Kari，土衛四十六Loge，土衛四十七Skoll，土衛四十八Surtur，土衛四十九Anthe，土衛五十Jarnsaxa，土衛五十一Greip，土衛五十二Tarqeq，這些都是已命名的迷你型的衛星，因為已命名的迷你型的衛星太小了，所以不能詳細的列出來，只能提供它們的名字了。

土星衛星

據英國《每日郵報》線上版6月7日（台北時間）報導，美國宇航局（NASA）科學家們表示，他們已在土星最大的衛星——土衛六（泰坦，Titan）上發現了生命存在的證據。這些原始形態的早期外星生命正在“呼吸”著土衛六大氣層氣體，並且以地表可燃物為食。這可能代表了地球水基生命形式之外的另一種生命形式。

土衛六是土星最大的衛星，亦是太陽系唯一一個擁有濃厚大氣層的衛星，其表面被山巒、湖泊與河流所覆蓋，被天文學家視為擁有最接近地球環境的衛星，有助人類了解地球最初期的情況，揭開地球生物如何誕生之謎。而今，“卡西尼”號軌道探測器在分析了土衛六表面複雜化學成分後得了不尋常的數據，其由兩份完全獨立的報告公布出結果。

“卡西尼”號發現，土衛六存在有機化學物質。科學家早前曾猜測，土衛六大氣中的氫會與懸浮顆粒中的碳結合成乙炔，沉降覆蓋到行星的表面，但“卡西尼”號並沒有發現乙炔存在。登載在《國際太陽系研究》雜誌的論文指出，當氫氣穿流過土衛六的大氣層之後，便消失於其地表，這或許意味著它們被“外星蟲類”呼吸掉了。而另外一篇登載在《地球物理研究》雜誌的文章換了種說法，指出土衛六的表面缺乏某種特定化學物質，科學家們據此相信其應是為生命體所消耗。由於土衛六上的液體並不是水而是甲烷，因此科學家們推測那裡的生命是以甲烷為基礎。

但有專家提醒，以上跡象可能另有解釋：含氫化合物沉降的現象在早期地球大氣層中一直存在，但地球上並沒有這種“另類”的生命形式出現。不過綜合來看，現有跡象符合以甲烷為基礎的生命存在的條件。

NASA的天體生物學家克瑞斯·麥凱表示：“如果這些跡象確實證明了生命的存在，那將令人興奮不已，其代表了地球水基生命形式之外的另一種生命形式。”

亦有科學家認為，土衛六已然具備了生命進化的化學基礎，只待合適的光熱去開啟這一進程——或許，當太陽膨脹到吞噬掉地球的那一天，土衛六卻將因此變得溫暖而具備了適合生命生存的理想條件。

最新發現

美國研究人員發現，土星第二大衛星土衛五上存在稀薄大氣，其中氧氣含量占大約70%，二氧化碳占30%。這是研究人員首次在土星的衛星上發現富含氧氣的大氣。

七成為氧但濃度低

美國國家航空航天局“卡西尼”號軌道探測器在飛越土衛五北極的一次探測中發現，土衛五存在大氣，經“卡西尼”質譜儀分析，確認其中含有氧氣和二氧化碳。研究報告第一作者、美國西南研究所研究員本·泰奧利斯說，先前研究發現，木星的衛星木衛二和木衛三大氣中含有氣態氧，現在又在土衛五上確認同樣事實。“(大氣含氧)這一點廣泛存在令人振奮。”泰奧利斯說。研究人員分析確認，氧氣占土衛五大氣含量的大約70%，二氧化碳占30%。不過，泰奧利斯比較說，土衛五上氧氣濃度比地球低很多，僅為地球濃度的5萬億分之一。

大氣相當稀薄

土衛五上大氣相當稀薄，“卡西尼”號先前兩次飛越探測，未找到大氣存在的決定性證據。上世紀90年代，美國哈勃太空望遠鏡探測確認木衛二和木衛三存在含氧的稀薄大氣，令研究人員把目光轉向太陽系其他行星的衛星，包括土衛五。泰奧利斯說，土衛五存在大量冰，直徑為1529公里。研究人員認為，它有足夠重力“抓住”大氣。然而，研究進展並不順利“卡西尼”2005年和2007年兩次飛越土衛五，沒有取得突破性進展。去年3月，“卡西尼”把飛行高度降低為距離土衛五地面97公里。這一高度，令“卡西尼”進入土衛五大氣。“卡西尼”採集的樣本顯示，土衛五大氣僅為木衛二和木衛三大氣密度的1%。“它太過稀薄，以致難以遙遠探測。”泰奧利斯說。

二氧化碳之謎

研究人員認為，氧氣來自土衛五的冰層。受星體磁層中帶電粒子作用，冰分解形成氧氣。然而，研究人員無法確定二氧化碳的來源。一種可能是，土衛五可能與太陽系內其他星體一樣，表面或接近表面處存在富含碳元素的有機分子。這些分子同樣受到帶電粒子作用，分解出碳並與氧氣結合，形成二氧化碳。其他可能性包括：二氧化碳是土衛五45億年前形成之際釋放出的“原始”氣體；或是土衛五在早先地質活動中形成，而這類活動已經停止。泰奧利斯說：“我們現在不清楚它的形成過程，這無疑是我們今後研究的方向。”“卡西尼”定於明年1月以距離星體表面75公里的高度飛越土衛五南極。