土星是从太阳向外数的第六颗行星,也是仅次于木星的第二大行星。它主要由氢和氦构成,没有可供站立的固体表面;越向内部,气体在压力下逐渐转变为流体。土星最鲜明的标志是明亮而宽广的环系,但环的物质总量相对行星极小。英文名Saturn来自罗马神话中的农神,土星自古肉眼可见,并无现代意义上的发现者。

JPL参数表给出土星平均半径58,232千米、质量约5.68317×10²⁶千克。它平均距太阳约14.3亿千米,绕太阳一周约29.45个地球年。土星快速自转,一天约10.7小时,并因此呈明显扁球形。由于气态行星没有固定表面,不同方法依据云层、磁场或内部模型得到的自转周期可略有不同,档案采用JPL长期基准值的量级表达。

土星环主要由水冰颗粒组成,混有岩石和尘埃,颗粒尺度从细小尘粒到大型块体不等。主环横向延伸数十万千米,垂直厚度却通常很薄;卡西尼缝等空隙和密度波受到卫星引力共振与环内动力学共同影响。环的精确年龄仍在研究中,微流星体污染、环物质下落和总质量估计给出的限制尚不能被简化成一个毫无争议的形成日期。

土星高层大气呈浅金色条带,存在高速纬向风、涡旋和周期性大型风暴。北极著名的六边形结构是一种长期存在的喷流波形,而不是固体边界。土星平均密度低于液态水,但“能漂在水上”只是帮助理解密度的比喻,不存在足够大的真实水池,也不能据此推断其内部是空的。更深处可能存在分子氢、金属氢以及重元素富集的核心区域。

土星拥有庞大而多样的卫星系统。土卫六泰坦有浓厚氮气大气和甲烷—乙烷湖海;土卫二恩克拉多斯从南极裂缝喷出富含水的羽流,指向冰壳下的全球性海洋。许多小卫星还参与塑造环的边缘和缝隙。官方卫星数量会随新发现及轨道确认更新,因此档案不把某一时点总数写成永久参数。

先驱者11号和旅行者号完成早期飞越,NASA与ESA合作的卡西尼—惠更斯任务在2004至2017年间长期环绕土星,并让惠更斯探测器着陆泰坦。卡西尼对环、磁层、风暴、卫星和内部结构的观测构成现代土星科学的主要基础。其重力测量表明土星内部可能存在边界模糊的稀释核心,但具体组成和范围仍依赖模型。

土星是普通小型望远镜最具辨识度的目标之一,合适倍率下可直接分辨环与行星本体。环的张角会随土星轨道和地球视线周期变化,接近环面穿越时看起来很薄。视宁度、口径和观测时刻决定是否能看到卡西尼缝或云带;任何编辑插画都不能替代实际目视效果,实时位置和卫星排列应查询当日星历。

SOURCES

资料来源与参数依据