20.18. 土星及其卫星1¶
土星及其卫星
现在，继续旅行！两个旅行者号宇宙飞船都观测到了第二大行星土星（直径为木星的84.3%，两极短10%）。当航天器略高于光环时，在阳光照射的一侧，这颗行星呈现出一幅惊人的图像：
环的起点距离地球可辨别的大气边缘约7000公里（4350英里），然后再持续74000公里（45984英里），到达微弱的F环（旅行者发现），直径超过260000公里（161564英里）。但是，整个系统只有1.5公里（约1英里）厚。我们在这个彩色增强版本中显示了环形结构的细节，通过分别将红色、绿色和蓝色指定给清晰、橙色和紫外线图像帧来实现。我们选择它是因为它的美学质量，并帮助区分它的环划分：
注意许多暗带，它们是由厘米到米大小范围内的粒子组成的密度较低的间隙。可见的环由冰和冰/岩石碎片组成，这些碎片（尽管分散开来）反射阳光。内部蓝色区域标记C环。在它的另一边是B环，它的内部是橙色的，外部是蓝绿色的。有一个很大的暗区，称为卡西尼区（A间隙），它将B环与外部（略带紫色）A环分开。一个较小的间隙，称为Encke间隙，细分A环。虽然在这张图片中看不到，但环的某些部分（主要在B中）包含“辐条”，辐条是垂直于带的较窄、较暗的线性“阴影”。这些可能是密度不连续或小颗粒团悬浮在环中残余较大颗粒的静电电荷上方。
土星环的起源仍然不确定。这些物质甚至可能正在形成一颗卫星的过程中，或者可能是土星周围从未成功形成一个大天体的残余物质。或者，它们可能是早期卫星被撞击时产生的碎片。或者，它们可能是一颗先前存在的卫星的残留物，它离土星如此之近，以至于行星的潮汐力破坏了它（这种破裂必须发生的距离称为 罗氏极限 对于土星，这是行星半径的1.5倍；对于地-月系统，这是地球半径的2.44倍）。
至少外环a和f不会因为靠近它们的三颗小卫星的运行而漂移。被称为“牧羊人卫星”，它们的引力聚焦作用是将偏离轨道的粒子推回轨道。它们的作用也可能导致在A环中观察到编织。
19-63: Speculate on possible fates of the Saturnian rings. `ANSWER <answers.html#19-63>`__
土星的成分与木星大致相同，但较低的内部压力和温度（高达12000°C）可能会限制金属氢区的范围。密度约0.7 gm/cm3 是所有行星中最低的。土星薄薄的表层大气，虽然有适度的带状，但缺少代表木星带的红色，但它的黄色与木星带相似。由急流驱动的环流模式也类似，包括椭圆点、气旋性风暴、漩涡和漩涡。
土星有17颗卫星。除了一个（土卫八），其他行星的轨道都靠近赤道面。其中七个是球形卫星，直径从400公里到5100公里（249mi-3169mi）。它们的名字，按轨道位置排列，从最里面开始，是mimas、enceladus、tethys、dione、rhea、titan和iapetus。其余部分较小，形状不规则（尽管菲比几乎是球形的），是冰和水的混合物。在较大的冰层中，有六个看起来几乎完全由水冰组成，但内部成分尚不清楚。第七个也是最大的泰坦，看起来完全不同，如我们下面所描述的。大多数卫星都有同步前进（沿行星旋转方向）轨道，被土星的重力所锁定，这使得每个卫星的旋转周期和旋转（关于土星）重合。这意味着同一个半球总是面对内行星（就像月球面对地球一样）。我们将看到七大卫星中每一个的一个或两个有代表性的图像，简要描述卫星。
Mimas的直径只有392公里（244英里）。它的表面有无数个小坑。由于赫歇尔火山口宽136公里（84.5英里），赫歇尔（接近一个可能发生破坏的大小），以其独眼状的面貌，它像星球大战系列电影中的死星飞船，有着特殊的神秘感。
较大的（501公里 [311密] 直径）就反照率而言，土卫二是太阳系中最亮的物体。这种亮度意味着新鲜或未受污染的冰区域。
在这颗卫星上可以看到五种不同的地形：1）平滑的平原（环形山稀疏）2）环形平原（相对较少的环形山）；3）环形地形（更多的环形山，但仍然比其他冰卫星少，这意味着一个年轻的表面）；4）脊状平原（亚平行山脊）；5）沟槽地形（包括地堑状，直到弯曲线性凹陷）。其中一些特征表明，在液体下面的脆性地壳的构造应力，其断裂能量来自于潮汐与狄俄涅相互作用时的膨胀，狄俄涅的轨道与土卫二共振。
19-64: Locate the five Tethys terrains on the image above. `ANSWER <answers.html#19-64>`__
特提斯是一颗重弹坑卫星（直径=1060公里 [659密] ，上面看起来非常大（约400公里） [249密] 直径）冲击结构
奥德修斯是一个非常大的（大约500公里 [310英里] 直径）绳索另一侧的冲击结构，其边缘和中心峰在粘性流下消散。
一个巨大的山谷，长2000公里（1243英里），宽100公里（62英里），深5公里（3英里），被称为伊萨卡峡谷，表明冰在某些阶段破裂，可能是在裂谷发生时，由于水转化为收缩的冰，重新分配了张力。
稍大一点（1120公里 [696密] ）狄俄涅有两个不同的半球：一侧为前半球（由于同步锁定，同一侧总是朝向前进轨道的方向），表面严重凹陷和断裂，具有均匀的中等亮度。
另一面，即后半球，颜色较深，陨石坑密度较低，在扩散网络中包含宽而亮的条纹。我们相信这种奇怪的模式是霜冻和冰，从裂缝中排出或挤压出来，可能是来自冰火山，在冰火山中，水是一种其他冻结结构中的“熔岩”。
19-65: Just why is one hemisphere peppered with so many more craters than the other? `ANSWER <answers.html#19-65>`__