土星 太阳系八大行星之一
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土星(英文:Saturn,拉丁文:Saturnus,符号:♄),是太阳系八大行星之一,到太阳的距离排在太阳系第六位。古代中国土星是中国古代人根据五行学说结合肉眼观测到的土星的颜色(黄色)来命名的,亦称之为镇星(常写作填星)。土星的英文名称Saturn来自于罗马神话中的农业之神萨图恩。
土星是气态巨行星,主要由氢组成,还有少量的氦与少量元素,内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包覆着。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的,虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1800千米/时,风速明显比木星快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。土星有一个显著的行星环系统,主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。2019年确认的土星的卫星有82颗,是八大行星中最多的一个。其中,土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星,仅次于木卫三,比行星中的水星还要大,并且土卫六是太阳系仅有的拥有明显大气层的卫星。土星自转一周等于10小时33分38秒,大约是地球的半天时长。
公转
土星和太阳的平均距离超过了14.37亿千米(9.58天文单位),轨道上运行的平均速度是9.69 千米/秒, 所以土星上的一年(即土星绕太阳公转一周)相当于10759个地球日(或是29.457地球年)。 土星的椭圆轨道相对于地球轨道平面的倾角为2.48°,因为离心率为0.056,因此土星与太阳在近日点和远日点(行星在轨道路径上与太阳最近和最远的两个点)之间的距离变化大约为1.62亿千米。
自转
土星可见的特征(如六边型风暴)的自转速率根据所在纬度的不同而有所不同,各个的区域的自转周期如下:“系统I”的周期是10小时14分00秒,包含的是赤道区域,从南赤道带的北缘延伸至北赤道带的南缘;其他的纬度都属于周期为10小时39分24秒的“系统II”;基于旅行者号飞越土星时发现的无线电波,“系统III”的周期为10小时39分22.4秒;因为与系统II非常接近,它可以很大程度上替代系统II。
然而,精确的内部周期仍然未能确定。卡西尼号在2004年接近土星时,发现无线电的周期又有可察觉的增加,达到10小时45分45秒(±36秒)。造成变化的原因仍不清楚,但这种变化被认为是由于无线电的来源在土星内部不同的纬度上运动而改变了自转周期,而不是出自土星本身自转周期上的变化。
而后,在2007年,无线电发射被发现没有跟随着行星一起旋转,而可能是由等离子体圆盘的对流造成的,它也与除了行星的自转之外的其他因素有关。有报道指出,这种测量到的自转周期的变化也许是由土星卫星土卫二上的喷泉活动造成的。由这种活动而散布进入土星轨道的水蒸气被电离,从而影响了土星的磁场,使得磁场的旋转速度相对于土星的自转被稍稍降低。还没有方法可以直接测定土星核心的自转速率。
在2007年9月的报告中,根据各种测量结果(包括卡西尼号、旅行者1号、旅行者2号和先驱者11号的报告)综合而得的对土星自转的最后估计值是10小时32分35秒。 根据卡西尼号探测器收集的数据,2019年估计10小时33分38秒。