第252章 卡西尼号

    华枫和云梦都现在土卫一的表面还遍布着众多较小的撞击坑，但是其中没有一个可以与赫歇尔陨石坑相匹敌。虽然土卫一遭受过猛烈的轰击，但是成坑过程并不同一。其大部分表面都覆盖着直径过4o公里的撞击坑，而在南极地区，却很少有直径过2o公里的撞击坑。这表明某种地质活动将这些地区的较大撞击坑移除了，或者某些事物或机制阻止了较大星体对南极地区的轰击。

    科学家在土卫一标明已现的主要地质构造有两种：撞击坑和峡谷。

    从实际效果上看，土卫一起到了清理土星最宽的两个环——a环和B环之间的卡西尼环缝中的物质的作用。卡西尼环缝内缘的颗粒轨道和土卫一的轨道成2:1的共振，即这些颗粒公转完两周，土卫一正好公转完一周。其间土卫一不断从同一方向对卡西尼环缝的颗粒施加拉力，迫使这些颗粒进入环缝外层的新轨道。

    土卫一还和其他构造保持着轨道的共振关系，如它和c环与B环的边界保持着3:1的轨道共振关系，和土卫十七保持着3:2的轨道共振关系。最近现，土卫一还和g环保持着7:6的共转离心共振关系，后者位于土卫一轨道内侧1万5ooo公里处。

    卡西尼号曾多次从中距离对土卫一进行拍摄，最近的一次是在2oo5年8月1日，距离为6万3ooo公里。卡西尼号的后续任务包括几次对土卫一的非定向接近。其中观测条件较好的两次分别在2oo8年1o月24日和2oo9年1o月14日。而最接近的一次观测将会生在2o1o年2月13日，距离仅为95oo公里。

    从某些角度看，土卫一和《星球大战IV：新希望》中的死星极其相似，后者在剧中直径达到了数百公里。这只是一种纯粹的巧合，因为在土卫一的第一张特写镜头照片传回地球的三年前，这部电影就已经上映了。在小说《红矮星号》中，土卫一是大卫·莱斯特获得“红矮星号”之前所居之处。土卫一是《星际旅行》中的联邦紧急救援站所在地。

    科学家们表示，由于受到光线和重力等因素的影响，“卡西尼”号探测器传回的土星最近的卫星土卫一的照片显示，土卫一的外表看上去有一些蓝色的条纹，给人一种冰冷的感觉，尤其是从土星的北部观测时，这一现象显得尤为明显。而这些色彩是由于环绕土卫一的光环反射形成的，当土卫一的黑夜来临时，这些绚丽的色彩便会消失无踪。

    此前，“卡西尼”号传回的土卫一的照片是从土星的南半球方向拍摄的，照片的色调是温暖的褐色和黄金色，而此次从土星北部拍摄的照片却完全是另外一番景象，深蓝的色调让我们看到了土卫一的另一面，也让我们对其大气构成有了新的认识和了解。科学家们表示，造成这一现象的原因主要是上一次拍摄时所用的蓝色光被土卫一的大气层挡住了。

    这张土卫一的蓝色照片上所显示的区域是实地约398公里(合247英里)的地方。照片最右边蓝色最重的地方是由于感光过度造成的。我们在照片中还可以看到在一圈圈的蓝色光线之间有一些暗区，这些地区是土卫一的B光环，也就是空气密度最大的一个光环所覆盖的地区。

    在太阳系中，土星是仅次于木星的第二大行星，体积是地球的1oo多倍，其巨大的引力场可达13oo万公里以外，而地球的引力范围仅为93万公里。正因如此，地球只有一个卫星——月亮，而土星却有众多大大小小的卫星围绕它旋转，形成了一个相当庞大的土星系；其卫星数量在太阳系中也仅次于木星，位居第二。土卫一和土卫二于1789年被英国著名天文学家F··赫歇耳现，直径分别为34o公里和5oo公里。

    作为专门研究土星的航天器“卡西尼”号，虽然于2oo4年7月1日才开始环绕土星运行，但它已在现土星新卫星、揭示“土卫九”的身世、破解“土卫八”“阴阳脸”之谜、探测土星光环结构、拍摄土星新的辐射带等方面，取得了可喜成果，作出了很大贡献。

    土卫一上存在一个巨大而古老的撞击坑，这说明该天体之前生过一次惊天碰撞，这个巨大的凹陷被称为赫歇尔陨石坑直径达到8o英里，而土卫一仅为247英里的跨度。

    土卫二（e

    ce1adus）是土星的第六大卫星，也是太阳系中最亮的卫星。于1789年被威廉·赫歇尔所现。在旅行者号于198o年代探测土星之前，人们只知道土卫二是一个被冰覆盖的卫星。旅行者号显示土卫二直径约为5oo公里（相当于土星最大的卫星土卫六直径的十分之一），而且其表面几乎能反射百分之百的阳光。

    旅行者1号现土卫二的轨道位于土星e环最稠密的部分，表明两者之间可能存在某种联系；而旅行者2号则现：尽管该卫星体积不大，但是在其表面既存在古老的撞击坑构造，又存在较为年轻的、地质活动所造成的扭曲地形构造——其中一些地区的地质年代甚至只有1亿年。

    为了探索土卫二，美国宇航局于二十世纪末射卡西尼号太空船，并于二十一世纪初抵达土星附近，为科学研究提供了大量的数据。探究表明，土卫二是外太阳系中迄今为止观测到存在地质喷活动的三个星体之一（另外两个分别是木卫一和海卫一）。

    分析认为喷射的物质是星体表面以下的液态水；同时，在喷射的羽状物中亦现了奇特的化学成分，因此土卫二也被认为是天体生物学的重要研究对象。2o15年3月，东京大学、日本海洋研究开机构等与欧美的国际团队一道，在土卫二上现存在热水的环境。这是人类次在太阳系中现存在于地球之外的可供生命存在的环境。

    2o17年4月14日，北京时间凌晨2点，美国国家航空航天局（nasa）在华盛顿总部的詹姆斯·韦伯礼堂召开新闻布会，宣布土卫二上具备生命所需的所有元素，而情况相似的木卫二同样有潜力。

    1789年8月28日，威廉·赫歇尔在第一次使用他的1.2米望远镜（当时世界上直径最大的望远镜）时现了土卫二其实在1787年，赫歇尔就已经通过他的16.5厘米望远镜观测到这颗卫星，只是当时未得到确认。由于土卫二糟糕的视星等（高达11.7等），同时它又靠近明亮得多的土星及其光环，从地球上很难观测到这颗卫星，只有通过透镜直径达15-3o厘米的望远镜才能观测到，这还取决于当时当地的大气状况和光污染程度。

    作为太空时代之前现的众多土星卫星之一，土卫二的最佳观测时间是在环面穿越时期，此时土星环垂直于地球运行点的切线在地球上只能观测到一条细线，土星环的亮度大为降低，故为观测土卫二的最佳时机。

    直到旅行者号计划实施后，对土卫二的观测才得到显著改善，而之前科学家所掌握的资料仅仅包括了该卫星的轨道特征及对其质量、密度和反照率的约略估计。

    两艘旅行者飞船获得了第一组土卫二的特写镜头，其中旅行者1号是第一艘与土卫二擦肩而过的人造飞行器它于198o年11月11日在距土卫二2o万2千公里处掠过。尽管在这个距离上获得的影像资料分辨率较低，但是仍然显示土卫二拥有一个高反照率并缺乏撞击坑的地表，这表明该卫星地表的地质年龄较低。

    旅行者1号亦证实土卫二的运行轨道恰好位于土星e环的稠密处；结合土卫二的年轻地表分析，参与旅行者飞船计划的科学家认为e环是由土卫二地表所喷射出的颗粒组成的。旅行者2号于1981年8月26日在距土卫二8万7o1o公里处飞掠而过，从而获得了关于这颗卫星更为清晰的影像资料，这些资料展示了这颗卫星年轻地表的诸多特征，也表明在这颗卫星的不同地区，其地质年龄存在极大不同。

    在该卫星北半球中、高纬度地区，存在着大量的撞击坑，而在靠近赤道的地区，撞击坑的分布则相对较少。这种多样性的地貌特征与地质年龄古老、撞击坑众多的土卫一（该卫星较土卫二稍小）形成了鲜明对比。

    这种年轻地貌的现在科学界引起了很大轰动——当时还没有任何理论可以解释为何一颗体积如此之小的天体（相较于暴烈的木卫一，它已经处于冷却状态）依然存在着地质活动。不过，旅行者2号的观测数据并不能证明土卫二现阶段是否仍存在地质活动，也无法确认该卫星是否就是e环物质的来源地。

    这些谜团直到2oo4年7月1日卡西尼号太空船进入环土星轨道后才得以解决。在旅行者2号观测结果的基础上土卫二成为了卡西尼号飞船计划的一个优先观测目标。卡西尼号在15oo公里范围内数次有目的性的飞掠，及在1o万公里范围内众多非目的性的飞掠提供了大量的观测资料。

    卡西尼号共进行了4次近距离的飞掠，获得了众多关于土卫二表面的意义重大的信息，并现了卫星南极地区生的含有水蒸气和复杂碳氢化合物的喷射现象这些现也促使卡西尼号的飞行轨道做出改变，对土卫二实施更近距离的飞掠，其中包括2oo8年3月的一次近距离相遇。在该次相遇中，卡西尼号对土卫二进行了精度达到52公里以内的探测。

    2oo8年至2o1o年间卡西尼号的后续任务包括了7次对土卫二的近距离飞掠，其中2oo8年下半年的两次飞掠距离近达5o公里。