土星有多少颗卫星,土星有多少颗正式命名的卫星(土星有多少颗卫星)
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1、土星有多少颗卫星:土星有多少颗卫星?为什么那么多?
卫星是环绕一颗行星按闭合轨道做周期性运行的天体。不过,如果两个天体质量相当,它们所形成的系统一般称为双行星系统,而不是一颗行星和一颗天然卫星。
我们之前讲到土星的卫星土卫四,说到土星拥有非常多的卫星,已确认的已经多达62个;而我们的地球只有一个卫星,也就是月亮。
卡西尼飞船探测拍摄的土卫四照片
那么,土星为什么有那么多卫星?我们可能会说:因为土星大啊!个头大质量也大!其实不然,火星和冥王星比地球要小,却都有两个以上的卫星。土星质量大确实对它的卫星多有帮助,但也只是因素之一。
关于这个问题是多个复杂因素共同作用的结果,可能最主要的原因是土星到太阳的距离比较远,并且这个距离对这个问题的影响是多方面的。这里我们做一些简单的介绍和分析。
土星和它周围的卫星(亮点)
首先,太阳系形成过程中形成了大大小小的天体(当然都远远没有太阳大),一个小天体距离太阳越近,其活动的空间越小,能够遇到其他大的行星吸引它变成卫星的机会也越小。
并且我们也很清楚离太阳越近太阳的引力越大,所以这个小天体更大的可能是围绕太阳成为一颗行星或小行星,而不是卫星。就好比水星个头和月亮接近,但水星因为直接受到太阳更大的吸引力、围绕太阳旋转所以是一颗行星。
其次,离太阳越远,围绕太阳的圆周的周长、面积都越大,在太阳系早期该轨道沿途所容纳的宇宙尘埃也越多,它们所汇聚成的小星体也多。
另外,在大约火星和木星轨道之间的“冻结线”(Frost line)位置,由于太阳加热效果,线以内水、氨和甲烷等只能以液态或气态存在,不能形成天体;但这条线以外,这些成分却可以凝固成固体,并成为天体的组成部分。
如果有质量大的行星离它们很近,近处的吸引力大于远处的太阳,星体就能被行星吸引成为卫星。
土星不但自己所处的位置尘埃多(自己还拥有一个尘埃和碎石构成的土星环),而且离凯伯带(Kuiper belt)比较近,那是由数十亿颗在海王星轨道之外绕行的小型冰体构成的碟形带(冥王星就属于个头较大的凯伯带天体),偶然捕获到来自凯伯带天体使其成为卫星的机会比较大。因此,土星卫星的“原料库”也非常大。
太阳系的“冻结线”(Frost line)
当然这里还是要说到土星个头大的问题了。土星的体积是地球的745倍,质量是地球的95.18倍,它的吸引力要比地球大得多。
结合它到太阳的距离,可以计算一个名为Hill Sphere的参数,是关于星球周围引力平衡、能够容纳卫星的空间有多大,限于篇幅就不再讲解了,感兴趣的朋友可以搜索一下。木星的Hill Sphere直径比地球的Hill Sphere直径大了将近百倍。
并且,还有一种理论,因为木星的质量很大,小天体在被木星吸引的天体靠近它到名为“洛希极限”(Roche limit)的位置时,会被潮汐力撕裂解体留下较坚固的内核部分,表面逐渐累积松散的土星光环物质(宇宙尘埃等),慢慢变大最终形成卫星。
2、土星有多少颗卫星,土星有多少颗正式命名的卫星
在太阳系中最为常见的天体有三类,分别是恒星、行星和卫星,太阳系中恒星只有一个,那就是通过内部核聚变反应不断向外释放能量的“太阳”。太阳系中的行星有八颗,我们称为八大行星,分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,此外还有许多矮行星和小行星。卫星是指围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天体,随着人类宇宙探索的深入,太阳系的卫星数量也在不断的增加。在太阳系八大行星中水星和金星是没有卫星的,我们地球只有一颗天然卫星,那就是月球,火星拥有两颗个头比较小的卫星。
土星卫星数量跃居太阳系首位
总体而言“类地行星”由于个头比较小,拥有的卫星数量也比较少,而另外四颗气态巨行星的卫星数量就比较多了,但是由于木星、土星、天王星和海王星距离地球十分遥远,所以人类对于他们到底拥有多少卫星,一直都没有定论,也就是说随着我们对这些行星观测探索的深入,还有越来越多的卫星被我们发现。木星是太阳系八大行星中体积和质量最大的行星,也是拥有卫星数量最多的行星,2018年科学家新发现了木星的12颗卫星,使得木星卫星总数增加到了79颗。
太阳系前二十大卫星示意图
不过,虽然木星的卫星数量也有大幅增加,但是土星的卫星增加数量更多,2019年10月国际天文学联合会小行星中心宣布,研究人员在土星周围新发现了20颗卫星,这些新发现的卫星每一颗的直径都大约为5千米,这些新卫星的加入使得土星的卫星总数增加到了82颗,一举超越木星成为太阳系卫星数量最多的行星。目前天王星的卫星数量为27颗,海王星的卫星数量为14颗,这样目前已经发现的太阳系卫星总数超过200颗,达到了205颗卫星,而且可以肯定这个数据还会继续增加。
土星卫星家族
对于土星成为太阳系拥有卫星数量最多的行星,我们一点都不会感到意外,因为土星巨大而漂亮的“土星环”注定了土星拥有数量极其众多的卫星,这些卫星正等待着我们人类去发现。因为,组成“土星环”物质其实就是一些岩石和冰块,在一定程度上我们可以把每一块土星环的物质都看成是土星的一颗卫星,那么,其中肯定还有一些个头比较大的物质在等待着我们去发现。在土星目前已知的卫星当中,有7颗卫星位列太阳系前二十大卫星行列,分别是土卫六、土卫五、土卫八、土卫四、土卫三、土卫二和土卫一。
土卫六
土卫六名为“泰坦”,是土星最大的卫星,也是太阳系第二大卫星,仅次于木卫三,土卫六表面很有可能覆盖着液态的甲烷或乙烷海洋,所以呈现神秘的绿色,土卫六也是目前太阳系所有卫星中唯一拥有牢固的永久大气层的卫星。土卫五名为“利亚”,是土星第二大卫星,也是太阳系第十大卫星,其绕土星公转的速度很快,周期仅为约4.5天,土卫五是由大部分的冰和少部分的岩石组成,密度较小。土卫五还有一个奇特的现象,就是居然和其母星土星一样拥有环带系统,是人类发现的第一颗拥有环状系统的卫星。
土卫五
土卫八名为“伊阿珀托斯”,是土星第三大卫星,也是太阳系第十一大卫星,也是一颗由大部分的冰和少部分的岩石组成的卫星,土卫八被土星“潮汐锁定”,永远也只有相同的一面朝向土星。通过观测我们发现土卫八的两面居然是“阴阳脸”,当土卫八位于土星西侧时我们看到的是呈白色的较亮一面,而位于东侧时看到的是呈黑色的较暗一面,导致一面呈黑色的原因可能是覆盖了许多的碎屑物质。土卫八的另一个奇特之处是拥有超过半圈长度的“赤道脊”,长度超过1300千米,高度超过13千米,由于赤道脊的存在使得土卫八看起来就像一个巨大的“核桃”。
土卫八
土卫四名为“狄俄涅”,是土星第四大卫星,也是太阳系第十五大卫星,土卫四也是一颗被土星“潮汐锁定”的卫星,土卫四的组成物质主要也是冰,不过其密度相对较大,仅次于土卫二和土卫六,位居土星所有卫星第三位,所以土卫四很有可能拥有一个岩石构成的内核。土卫四表面温度非常低,覆盖着厚厚的冰层,不过科学家推测在土卫四冰层下方可能存在着一个液态的海洋,其深度可能在100千米以下。
土卫四
土卫三名为“忒堤斯”,是土星第五大卫星,也是太阳系第十六大卫星,土卫三是距离土星第三近的卫星,土卫三的表面也由大量的冰层包裹,使得土卫三成为太阳系中反射率最高的天体之一。土卫三上有一条巨大的“伤疤”,那就是规模巨大的伊萨卡峡谷,该峡谷的宽度达到100千米以上,深度在3至5千米左右,长度延伸到2000千米以上,大约是土卫三球面大圆的四分之三。土卫三在其西半球还有一个巨大的陨石坑,称为“奥德赛”,直径超过400千米。
土卫三
土卫二名为“恩克拉多斯”,是土星第六大卫星,也是太阳系第十七大卫星,土卫二的直径约为500千米,土卫二的表面是被厚厚的冰所覆盖,使得土卫二的表面几乎能够百分之百反射太阳光,被称为“太阳系最完美的卫星”。土卫二表面覆盖的冰面形成了各种地形,包括广阔而平坦的巨大冰原,以及隆起的冰山脊,还有张裂下陷的冰缝和冰谷,另外还有少量的陨石坑。从陨石坑的数量来看明显偏少,所以土卫二很有可能存在着类似地球的地质运动,在地质运动过程中使得陨石坑被破坏和消失。在土卫二表面有类似地球的火山喷发状况,只不过在土卫二上的是“冰火山”,喷发的是冰晶。
土卫二
土卫一名为“米玛斯”,是土星第七大卫星,也是太阳系第二十大卫星,直径大约为397千米。土卫一是距离土星最近的一颗卫星,其轨道高度大约为18.5万千米,大约只有地球和月球距离的一半,公转周期不到23小时。土卫一的表面布满了大大小小的陨石坑,在土卫一上最大的陨石坑是一个直径达到130千米的巨大陨石坑,对于小小的土卫一来说,这个陨石坑十分显眼。土卫一的轨道位置刚好位于土星环中的两个最大和最亮的环,也就是A环和B环之间的卡西尼环缝中,由于土卫一的存在,刚好起到了对于卡西尼环缝中的星际物质的清理,使得卡西尼环缝更加清晰。
土卫一
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