[科普中国]-土卫一

发现

1789年9月17日，天文学家威廉·赫歇尔发现了土卫一。他如此记录这次发现：“1789年9月17日，我的四十英尺望远镜状态出色，我发现了第七颗卫星，当时它位于轨道最西侧。”

命名依据里德尔和斯科特的希腊-英语词典，土卫一的形容词格

为Mimantean（其所有格在拉丁文中为Mimantis，在希腊文中为Μῑμάντος）。在实践中，英国式的形容词格如Mimansian或Mimian则十分常见，而更经常使用的则是短语“of Mimas”。

命名土卫一以希腊神话中的一位泰坦巨人的名字命名。当时威廉·赫歇尔的儿子约翰·赫歇尔在其1847年的著作《在好望角天文观测的结果》中以泰坦族巨人的名字命名了已知的七颗土星卫星，包括土卫一，其理由是萨图尔努斯（罗马神话中的农神，相当于希腊神话中的克洛诺斯）是泰坦族的领袖。依据里德尔和斯科特的希腊-英语词典，土卫一的形容词格为Mimantean（其所有格在拉丁文中为Mimantis，在希腊文中为Μῑμάντος）。在实践中，英国式的形容词格如Mimansian或Mimian则十分常见，而更经常使用的则是短语“of Mimas”。

物理特性土卫一密度较低（为1.17），这表明其可能是由大量的冰体和少量的岩石构成。由于潮汐效应的作用，土卫一并不呈完美的球形；其长轴大约比其短轴长10%。从卡西尼号发回的图片上看土卫一更接近于卵形。

土卫一最显著的特征是一个直径达130公里的庞大撞击坑——为纪念土卫一的发现者威廉.赫歇尔（1738-1822），它被命名为赫歇尔陨石坑。赫歇尔陨石坑的直径接近于该卫星直径的三分之一，其坑缘高达5公里，部分坑底则深达10公里，而其中心山峰则高出坑底6公里。如果地球上出现同等比例的撞击坑，则其直径将会达到4000公里，超过了加拿大的宽度。形成这个撞击坑的撞击事件几乎将土卫一撞得粉碎：在撞击坑的相对侧仍能清楚地看到断裂地形，这可能是撞击之后横贯星体的冲击波造成的。由于星体表面存在着这个大撞击坑，土卫一竟然与《星球大战》中的死星惊人的相似。

此外，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超过40公里的撞击坑，而在南极地区，却很少有直径超过20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发现的主要地质构造有两种：撞击坑和峡谷。

土星环从实际效果上看，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。最近发现，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1万5000公里处。

探测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2005年8月1日，距离为6万3000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2008年10月24日和2009年10月14日。而最接近的一次观测将会发生在2010年2月13日，距离仅为9500公里。

大众文化从某些角度看，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。

卡西尼科学家们表示，由于受到光线和重力等因素的影响，“卡西尼”号探测器1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2。

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3，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100多倍，其巨大的引力场可达1300万公里以外，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·W·赫歇耳发现，直径分别为340公里和500公里。

作为专门研究土星的航天器“卡西尼”号，虽然于2004年7月1日才开始环绕土星运行，但它已在发现土星新卫星、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。目前，“卡西尼”号运行情况良好，研制者们相信，在今后长时间对土星及其光环和卫星的考察过程中，它还会探测到更多的未知情况，提供大量宝贵信息，有效地帮助人类深化对土星的认识。4

惊天碰撞

土卫一上存在一个巨大而古老的撞击坑，这说明该天体之前发生过一次惊天碰撞，这个巨大的凹陷被称为赫歇尔陨石坑直径达到80英里，而土卫一仅为247英里的跨度。4