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土衛五
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土衛五(Rhea)是環繞土星運行的第二大衛星,并為太陽系中第九大的衛星。其直徑約為1519公里,和天衛三的體積差不多,不過這顆衛星的水含量比天衛三還要多,占到了星體體積的75%左右,雖然它的體積只有我們地球的1/600那么大,但算下來它的水含量竟然比我們地球上的總水量還要多。它是由法國天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼于1672年所發現的。
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名稱由來

土衛五(wu)的(de)英語(yu)名字利亞(ya)(Rhea)乃源自希臘神(shen)話(hua)中十二泰坦巨神(shen)之(zhi)一瑞(rui)亞(ya)(眾(zhong)神(shen)之(zhi)母,希臘語(yu):Ρ?α?)。

卡西尼稱呼(hu)了他(ta)所發(fa)現的4顆(ke)土(tu)(tu)(tu)星(xing)(xing)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)三、土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)四、土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)五、土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)八)為路易之星(xing)(xing)(Sidera Lodoicea)來紀(ji)念(nian)路易十四世。而(er)天文學家則(ze)根據習(xi)慣將它們稱乎為土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)至土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)五。在土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)與土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)二于1789年(nian)被發(fa)現后,編號延伸(shen)到土(tu)(tu)(tu)衛(wei)(wei)(wei)七。

天文學(xue)家約翰·弗里德里希·威廉·赫(he)歇爾(er)(威廉·赫(he)歇爾(er)的(de)兒子(zi),也是土(tu)衛一與土(tu)衛二的(de)發現人)后(hou)來(lai)(lai)(lai)在《好望角觀測(ce)結果》(Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope)中(zhong)建議這(zhe)7顆衛星應該以泰坦神族來(lai)(lai)(lai)命(ming)名(ming),后(hou)來(lai)(lai)(lai)這(zhe)項建議被正式采(cai)用(yong)。

地形結構

土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五由(you)冰所構(gou)成(cheng),密度約(yue)為1.233g/cm。這(zhe)樣低的(de)(de)(de)密度顯示它(ta)是(shi)由(you)25%的(de)(de)(de)巖(yan)石(密度3.250 g/cm)與75%的(de)(de)(de)水冰(密度1.000 g/cm)所組成(cheng)的(de)(de)(de)。雖然土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五是(shi)太陽系(xi)第(di)9大衛(wei)星,不過它(ta)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)只能排(pai)在第(di)10位(wei)。早期天文學家估計它(ta)擁有(you)巖(yan)石的(de)(de)(de)核(he)心。然而卡(ka)西尼號(hao)近距離探測的(de)(de)(de)結果顯示它(ta)的(de)(de)(de)軸轉動慣量(liang)系(xi)數為0.4kg,這(zhe)樣的(de)(de)(de)數據表明土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五的(de)(de)(de)內部(bu)幾乎都是(shi)一樣的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi),因為巖(yan)質(zhi)(zhi)核(he)心的(de)(de)(de)存在會(hui)使質(zhi)(zhi)量(liang)慣性矩(ju)落在3.4左(zuo)右。土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五的(de)(de)(de)三維模型也與流體靜力平衡(heng)。

土衛(wei)五的(de)特征有(you)些類似(si)(si)土衛(wei)四,這顯示(shi)它(ta)們可能有(you)類似(si)(si)組成(cheng)與歷史。土衛(wei)五受到日(ri)照地區(qu)(qu)的(de)溫(wen)(wen)度(du)為開(kai)氏99度(du)(攝(she)氏?174度(du)),而陰影地區(qu)(qu)的(de)溫(wen)(wen)度(du)則介(jie)于(yu)攝(she)氏?200度(du)與攝(she)氏?220度(du)之間。

表面

土衛五的表(biao)面有明顯的坑(keng)洞與明亮的細微特征。它的表(biao)面根(gen)據坑(keng)洞密度可以被分成2個不同的地理區域,第一(yi)個地區包括(kuo)直徑在(zai)40公理以上的坑(keng)洞,而第二個地區則相反,并位在(zai)極區與赤(chi)道地區。這也顯示在(zai)土衛五形成的過程(cheng)中曾(ceng)經發生大規模的重組(zu)事件。

坑洞

主要(yao)的(de)(de)半球受到嚴重的(de)(de)撞擊,并且非常明(ming)亮(liang)(liang)。就像木衛(wei)四上(shang)的(de)(de)坑洞(dong)一樣,土(tu)衛(wei)五(wu)的(de)(de)坑洞(dong)缺乏在(zai)月(yue)球與水星上(shang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)觀(guan)測(ce)到的(de)(de)明(ming)顯(xian)特征。在(zai)另一個半球上(shang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)見到明(ming)亮(liang)(liang)的(de)(de)網絡出(chu)現在(zai)黑色的(de)(de)地(di)表(biao)上(shang),少數(shu)坑洞(dong)也可(ke)(ke)(ke)以(yi)被辨識出(chu)來。這些(xie)明(ming)亮(liang)(liang)的(de)(de)區域曾被認(ren)為是(shi)在(zai)土(tu)衛(wei)五(wu)早(zao)期從冰火山(shan)所(suo)噴發出(chu)來的(de)(de)物質。不過最近對于土(tu)衛(wei)四的(de)(de)觀(guan)測(ce)顯(xian)示,散布地(di)表(biao)的(de)(de)明(ming)亮(liang)(liang)條紋其實是(shi)冰構成(cheng)的(de)(de)懸崖(ya),于是(shi)天文學家推測(ce)土(tu)衛(wei)五(wu)上(shang)的(de)(de)條紋也是(shi)由冰組成(cheng)的(de)(de)懸崖(ya)。

卡西尼(ni)號在2006年1月17日近距離飛(fei)越土衛五,并拍設一系列(lie)高(gao)分辨率的照片。雖然科(ke)學分析仍(reng)然在進行中(zhong),不過這些照片顯示土衛五表面的條紋類似土衛四的條紋結構,其實是冰懸崖(ya)。

環系統

美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)航空航天局(ju)在(zai)2008年3月(yue)6日宣布土衛(wei)(wei)五(wu)可(ke)能(neng)擁有(you)一個(ge)稀薄的(de)(de)環帶,這也是(shi)(shi)人類首次在(zai)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)發(fa)現(xian)環帶系(xi)統。這個(ge)環帶系(xi)統的(de)(de)存在(zai)是(shi)(shi)因為卡西尼號(hao)發(fa)現(xian)土星(xing)(xing)的(de)(de)磁場在(zai)土衛(wei)(wei)五(wu)附近有(you)高(gao)能(neng)量的(de)(de)電(dian)子流所推論(lun)出來的(de)(de)。塵土與碎石延伸(shen)至土衛(wei)(wei)五(wu)的(de)(de)希爾球(qiu)區域,不(bu)過在(zai)靠近土衛(wei)(wei)五(wu)的(de)(de)附近更加(jia)稠密(mi),顯示(shi)土衛(wei)(wei)五(wu)可(ke)能(neng)擁有(you)3條密(mi)度較高(gao)的(de)(de)細(xi)環帶。

探測任務

卡西(xi)(xi)(xi)尼號(hao)在(zai)近距(ju)離(li)內拍攝一(yi)些土(tu)(tu)衛(wei)五的(de)(de)(de)照片,其中最(zui)接近的(de)(de)(de)一(yi)張(zhang)是(shi)(shi)在(zai)2005年11月26日(ri)(ri)所攝的(de)(de)(de),距(ju)離(li)僅500公(gong)里(li)。另(ling)外一(yi)次近距(ju)離(li)飛越則(ze)是(shi)(shi)在(zai)2007年8月30日(ri)(ri),距(ju)離(li)為(wei)5,750公(gong)里(li)。而在(zai)卡西(xi)(xi)(xi)尼延(yan)伸任(ren)務中則(ze)計劃在(zai)2010年3月2日(ri)(ri)從100公(gong)里(li)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)掠過(guo)土(tu)(tu)衛(wei)五。美國宇(yu)航局(ju)“卡西(xi)(xi)(xi)尼”號(hao)在(zai)接近土(tu)(tu)星(xing)土(tu)(tu)衛(wei)五時,探(tan)測器上的(de)(de)(de)一(yi)臺帶有靈敏紅(hong)外波(bo)段(930毫微米)濾色鏡的(de)(de)(de)窄角(jiao)照相機利用可見(jian)光拍攝到(dao)土(tu)(tu)衛(wei)五南極地區(qu),拍攝時土(tu)(tu)衛(wei)五與(yu)(yu)“卡西(xi)(xi)(xi)尼”號(hao)之間的(de)(de)(de)距(ju)離(li)約為(wei)23.9萬千米,太陽(yang)、土(tu)(tu)衛(wei)五與(yu)(yu)“卡西(xi)(xi)(xi)尼”號(hao)之間的(de)(de)(de)角(jiao)度為(wei)56°,分(fen)辨(bian)率(lv)約為(wei)1千米每線。

與(yu)土衛五表面其余部分一樣(yang),其南極地區在(zai)幾百(bai)萬(wan)年里(li)布滿大量隕石(shi)坑(keng),在(zai)這(zhe)些詳細照(zhao)片上(shang)可以看(kan)出,在(zai)較巨大的(de)隕石(shi)坑(keng)上(shang)布滿有“麻子”般的(de)小坑(keng)。在(zai)所(suo)示(shi)照(zhao)片左邊,可以看(kan)到更令人感(gan)興趣的(de)溝槽,照(zhao)片右上(shang)部最清晰(xi)的(de)隕石(shi)坑(keng)具(ju)有橢圓形狀(zhuang),它的(de)大小為115×91千(qian)米。

“卡西尼-惠更斯(si)”號(hao)飛行是美國宇航(hang)局(ju)(ju)與(yu)歐洲(zhou)航(hang)天局(ju)(ju)和意大利(li)航(hang)天局(ju)(ju)的(de)合(he)作計劃,“卡西尼”號(hao)探測器的(de)控制委托美國加州帕(pa)薩(sa)迪納美國宇航(hang)局(ju)(ju)噴氣推進(jin)實(shi)驗室負責。

軌道資料

軌道半長軸(zhou):527108km

軌(gui)道離心(xin)率:0.0012583

軌道周期:4.518212天

軌道傾角(jiao):0.345°(與土星的(de)赤(chi)道相比)

衛星所屬(shu)星球(qiu):土星

物理特征

大小: 1535.2 × 1525 × 1526.4 km

平均半(ban)徑: 764.30 ± 1.10 km

表面積: 7 337 000平(ping)方(fang)千米

質(zhi)量: (2.306 518 ± 0.000 353)×  kg (~3.9× 倍地球質(zhi)量)

平(ping)均密度: 1.233 3 ± 0.005 3 g/cm

赤道表面重力: 0.264 m/

宇宙速度: 0.635 km/s

自轉(zhuan)周期: 4.518 212 d(同(tong)步)

軸(zhou)傾斜(xie): zero

反(fan)照率: 0.949 ± 0.003

星等: 10

日食現象

美國國家(jia)宇航局(NASA)公(gong)布了一(yi)段“卡西(xi)尼”號(hao)土(tu)(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)探測器拍(pai)攝到的(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五(wu)的(de)(de)(de)珍貴視(shi)(shi)頻圖(tu)像。之所(suo)以說(shuo)它珍貴,是因(yin)(yin)為(wei)這段總(zong)共(gong)(gong)15秒長的(de)(de)(de)視(shi)(shi)頻記錄下(xia)了土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五(wu)上發(fa)生日(ri)食的(de)(de)(de)全(quan)過程(cheng)。這次公(gong)布的(de)(de)(de)視(shi)(shi)頻總(zong)共(gong)(gong)由17幅圖(tu)像組成,拍(pai)攝于2008年8月19日(ri)。當時土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五(wu)正在逐漸進入土(tu)(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)陰(yin)影區(qu)域。從視(shi)(shi)頻中(zhong)可以清楚地看到,土(tu)(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)在土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五(wu)上投(tou)下(xia)的(de)(de)(de)陰(yin)影的(de)(de)(de)邊緣非(fei)常模(mo)糊,這一(yi)點與(yu)月球在地球上投(tou)下(xia)的(de)(de)(de)陰(yin)影存(cun)在很明(ming)顯的(de)(de)(de)差異。專家(jia)們指出(chu),之所(suo)以會出(chu)現這種(zhong)差異,主要是因(yin)(yin)為(wei)土(tu)(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)是一(yi)顆氣態行星(xing)(xing)(xing),其外部邊界本身(shen)就不是非(fei)常清晰,這導致其產生的(de)(de)(de)陰(yin)影也(ye)不會非(fei)常清楚。

懸在土星(xing)環前方的(de)小衛(wei)星(xing)土衛(wei)五就(jiu)像是一(yi)粒珍(zhen)珠。去年11月初(chu),繞(rao)軌道運行的(de)“卡(ka)西尼”號欣賞到這(zhe)一(yi)罕見(jian)的(de)景象。照片并非(fei)“原版(ban)”,而(er)是進行了旋轉。

“卡西尼(ni)”這個名(ming)字來源于意大利天文(wen)學家喬(qiao)凡尼(ni)·多(duo)美尼(ni)科·卡西尼(ni),正是(shi)他(ta)在1672年(nian)發(fa)現(xian)了土衛(wei)五(wu)。天文(wen)學家2008年(nian)宣布,土衛(wei)五(wu)可能(neng)是(shi)第(di)一(yi)顆已(yi)知擁有自身(shen)昏暗環系(xi)統的衛(wei)星。

據NASA介紹,“卡西尼”號在拍攝這段視頻時距離(li)土衛五約(yue)有45萬公里,圖像(xiang)的(de)分(fen)辨(bian)率為2.7公里。

其直(zhi)徑為1528公(gong)里,與(yu)土星平均距離約50萬公(gong)里。到目(mu)前為止,“卡(ka)西(xi)尼(ni)”號(hao)(hao)已成功繪制(zhi)了出(chu)了土衛(wei)五表面的(de)(de)(de)全景圖像。有(you)關該天體最(zui)有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)發(fa)現出(chu)現在(zai)2008年夏季。當時有(you)天文學(xue)家指(zhi)出(chu):土衛(wei)五可(ke)能也擁有(you)自己的(de)(de)(de)光(guang)環系統。他(ta)們解(jie)釋說(shuo),“卡(ka)西(xi)尼(ni)”號(hao)(hao)上的(de)(de)(de)探測設(she)備發(fa)現土衛(wei)五周圍環繞著(zhu)大(da)量碎(sui)片,形成一(yi)個(ge)范圍達數(shu)千公(gong)里的(de)(de)(de)盤狀碎(sui)片帶。觀測顯示(shi),在(zai)土衛(wei)五兩側還都存在(zai)著(zhu)電子(zi)數(shu)量急劇減少的(de)(de)(de)區(qu)域。

科(ke)學家隨后進行了(le)大量模(mo)擬計(ji)算,以(yi)確定(ding)土(tu)衛(wei)五是(shi)否有能力穩(wen)定(ding)住這樣的環結(jie)構。結(jie)果表(biao)明,在土(tu)衛(wei)五重力場(chang)以(yi)及它繞土(tu)星的軌道共同作用下,土(tu)衛(wei)五周圍(wei)(wei)的環能夠長時間地穩(wen)定(ding)存在。科(ke)學家認(ren)為(wei),土(tu)衛(wei)五之所以(yi)有環,可能是(shi)因為(wei)在遙遠的過去有小行星或彗星與土(tu)衛(wei)五相撞,產生的碎片飄散(san)在周圍(wei)(wei)逐漸聚集(ji)成了(le)光環。

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