土卫六

土卫六（Titan，又稱為泰坦星）是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年 3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现，它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现後发现的第一颗卫星。由於它是太陽系唯一一個擁有濃厚大氣層的衞星，因此被視為一個時光機器，有助我們了解地球最初期的情況，揭開地球生物如何誕生之謎。

[编辑] 名称

惠更斯简单的把这颗他发现的卫星称为Saturni Luna（土星的月球）。之後，乔凡尼·多美尼科·卡西尼为了表达对法國国王路易十四的敬意将发现的四颗卫星——土卫三（忒堤斯），土卫四（狄俄涅），土卫五（瑞亚），以及土卫八（伊阿珀托斯）——命名为Sidera Lodoicea（意指「路易之星」）。天文学家依据习惯把这五颗卫星以数字加以编号，其他的卫星则被称为「惠更斯卫星」或「土星的第六颗卫星」（以当时所知道、各衛星距离土星的距離，由近至遠排列）。至於土卫一（弥玛斯）和土卫二（恩克拉多斯）則是在1789年被发现。

土卫六的英文名称「泰坦」和其他另外七颗当时已知的土星卫星的名称，都是由約翰·赫歇爾爵士（约翰·赫歇爾是威廉·赫歇爾爵士之子，而威廉·赫歇爾是土卫一和土卫二的發現者）。约翰·赫歇爾在1847年出版的《在好望角天文观测的结果》^[1]一书中把这颗新卫星命名为「泰坦」，泰坦在神话中是克龙（即希腊神话中的萨图尔努斯，也就是土星）的妹妹。

[编辑] 物理特性

土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系第二大卫星，其体积甚至比行星水星還大（虽然质量没有水星大），在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人高估了它的直径。

土卫六平均半径2575千米，质量1.345×10²³千克，平均密度1.880×10³千克/米³。土卫六环绕土星公转的轨道半长径为1,221,850千米，偏心率0.0292，轨道平面与土星赤道面的交角为0.33°，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气，主要成分是氮，表面大气压力1.5×10⁵帕斯卡，表面温度-178℃。

土卫六质量与木卫三、木卫四、海卫一與冥王星大体类似。土卫六一半是冰一半是固体材料。在多个不同结晶状冰层下方約3400千米深處有一个固体核心，其内部应该因重力之故仍保持著炽热狀態。虽然土卫五以及其他的土星卫星也有类似的固體核心，但由於土衛六的体积巨大造成更強烈的重力压缩，而使得其核心密度較其他衛星高出許多。

[编辑] 大氣情況

土衛六是目前已知擁有真正大氣層的衛星，其他的衛星最多只是擁有示蹤氣體。在1944年時使用光譜學技術觀察土衛六的杰拉德·柯伊伯（Gerard P. Kuiper）是第一個發現土衛六有大氣存在的人，他發現土衛六大氣的甲烷局部壓力高到100毫巴，而多年後旅行者太空船的觀測也證實土衛六上有大氣存在。濃密的大氣反射了大部分的光線造成反溫室效應（Anti-Greenhouse Effect），使得土衛六的地表寒冷異常。事實上，土衛六的大氣壓比地球還要大，其地表壓力是地球表面的1.5倍，且由於其高密度與較小的重力，假如今天人類站在土衛六地表上，可能光只靠揮動手臂的力量就足以讓自己在土衛六的大氣中飛行。早年時由於土衛六表面濃密的雲層遮蔽了所有可見光的進出，在光學觀測時代人們並無法直接觀察到其地表，因此只能推論其表面大部分應是固態或液態乙烷。後來人們透過裝置在地球上的雷達望遠鏡進行觀測發現土衛六表面並沒有大範圍的乙烷海洋，不過仍然有可能存在小型的乙烷湖泊。^[2]在2008年8月1日，科學家對卡西尼太空船傳回的照片進行研究，證實了泰坦上面有湖泊。除了阻礙人們從地球直接觀察其地表外，由於土衛六的大氣實在太厚，太陽的光線幾乎無法穿透，該衛星的表面可說是一片昏暗，因此當卡西尼號釋放出惠更斯探測器降落在土衛六上時，惠更斯號雖然成功地傳送回許多現場照片，但卻因為光線過度微弱而無法從照片中判讀出土衛六表面實際上的狀況。

土衛六大氣的98.44%是氮氣——太陽系中惟一除了地球外的富氮星體——那裏還有大量不同種類的碳氫化合物殘餘(包括甲烷、乙烷、丁二炔、甲基乙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷，以及二氧化碳、氰、氰化氫和氦氣。這些碳氫化合物被認為來自于土衛六上層大氣中的甲烷。當甲烷因為太陽輻射而發生反應就會產生濃密的桔紅色煙雲。土衛六表面那像是被塗上了一層柏油的有機物沉澱叫做tholin。土衛六沒有磁場保護,所以當它有時運行在土星的磁氣層外時，便直接暴露在太陽風之下。這導致大氣電離並在大氣上層釋放出一些分子。

在接近表面時，土衛六的溫度大約是94K。水冰在這種溫度下會昇華，所以大氣中會有少量的水蒸氣存在。土衛六表面除了覆蓋全球的迷霧之外也有各種不同的雲。雲可能是由甲烷，乙烷或簡單的有機物組成。其他稀有的複雜化學物質是土衛六在太空外觀呈現橙色的原因。

2004年11月卡西尼號飛越過土衛六照片中明亮多雲的南極，但並未發現期望的甲烷存在.這令科學家們困惑，対雲成分的相關研究仍然在進行中，我們過去關於土衛六大氣的知識可能需要重新書寫。[1]

2004年卡西尼號觀測大氣的結果發現土衛六大氣「超級旋轉」，就像金星那樣，其大氣要比表面旋轉快很多。

[编辑] 表面特徵

在這張卡西尼號拍攝的土衛六照片中，中部偏右的那個亮區被稱為"Xanadu"(世外桃源)，人們對那兒到底是什麼仍然一無所知

土衛六的偽彩色照片，展現了土衛六表面細節和大氣狀況。卡西尼號太空探測器攝於2004年 11月26日

ESA 惠更斯號探測器登陸土衛六後拍摂的第一張照片

至2004年，人類對土衛六的表面地圖的瞭解仍然是非常缺乏瞭解的。無論如何，人類使用哈勃天文望遠鏡的紅外線和卡西尼-惠更斯號拍攝到一個高亮度，有澳洲大小區域的圖片。這個區域的非正式名稱是Xanadu Regio(世外桃源)；沒有人知道那裏是什麼樣。類似的哈勃太空望遠鏡、Keck望遠鏡和甚大望遠鏡還觀測到土衛六上另外一片大小相近的深色區域，人們推測那裏可能是液態的甲烷或乙烷海洋，但卡西尼號觀測的數據發現可能是其他物質。卡西尼號還發回大量土衛六高分辨率地貌圖像，其中包括謎一般的線狀條紋，一些科學家認為那可能是地殼構造運動產生的。

2004年 11月26日的一次飛越土衛六的觀測，發現土衛六光滑的表面上只有很少的衝擊環形山，這些環形山在光線的作用下明暗對比強烈。這大概是土衛六烴雨或烴雪落入環形山或火山噴發活動活躍造成的經常地殼重構所致。探測器的分光器發現亮區和暗區發射的太陽光波長一樣，這就意味著它們可能由相同的物質組成(或者至少是覆蓋著相同的物質)。至於到底是什麼物質，人們依然不清楚。人們曾希望憑藉探測器觀測物體或液體反射光線而發現的烴湖或烴海並未被探測到。這使得科學家懷疑土衛六表面可能是完全呈冰狀或泥濘狀態。

為了更好的瞭解表面地貌，卡西尼太空船在飛近土衛六時使用了雷達遙感測繪技術。傳回的第一張圖片就展現地表是一個複雜，崎嶇與平坦並存的區域。這種地貌看來應該是由火山造成的。火山可能噴發出水和氨水。另外也發現了一些好像風蝕產生的條紋狀地貌。還有一些看起來是已經被填平的衝擊環形山，其中的液體可能是液態烴。湖中有或沒有什麼現在仍然無法確定。另有一些區域返回的信號看來，可能是固體或液體，但其他的解釋仍然存在。土衛六看起來真的很光滑，表面沒有高於50米的地貌。[2]

參見土衛六地貌列表

[编辑] 对土卫六的探索

旅行者1號和旅行者2号曾经检视过土卫六。航海家1号曾试图尽可能的接近土卫六；不幸的是，航海家1号上没有仪器能够穿透土卫六上的迷雾，因为当时根本不知道上面有云层的存在。多年之後，在對航海家1号桔色滤镜拍攝的图片进行复杂的数字處理後，虽仍然没有能够解释如世外桃源地区和镰刀地区明亮和黑暗地貌的成因[3]，但从那时起，这些地区就开始被哈勃天文望远镜用红外线加以观测了。航海家2号只是粗略的检视过土卫六，航海家2号团队必须从「调整轨道让航海家2号详细检视土卫六」和「使用另外一个访问天王星和海王星的轨道」中选取一个。由于航海家1号没有能够观测到其表面地貌，航海家2号团队选择了後一个方案。

卡西尼—惠更斯号已在2004年 7月1日到达土星，并且开始使用雷达测量土卫六表面地形的工作；卡西尼探测器在2004年 11月26日飞跃到土卫六上方并且拍摂下很多高分辨率的土卫六表面图像，展现了人眼从来没有见过的明暗斑块。卡西尼号在2004年 12月25日圣诞节释放出了惠更斯号，惠更斯号在2005年 1月14日进入土卫六大気层进行详细探测。惠更斯号探测器可在土卫六的大气中烧毁前将相关数据发回。

惠更斯号探测器在2005年 1月14日登陆土卫六。

[编辑] 科幻作品中的土衛六

中文作家倪匡的科幻小說衛斯理系列《藍血人》新版，其主角來自土衛六（原著為來自土星）。
Arthur C. Clarke所著的地球帝國小說中，土衛六成了擁有250000人口的人類殖民地並且在太陽系經濟中扮演主要角色;土衛六大氣中的氫稱為了行星間旅行的動力來源。
Stephen Baxter所著的土衛六小說中，描寫了一項NASA對災難性登陸土衛六的任務倖存者的拯救。
Kurt Vonnegut的小說土衛六的警報有對土衛六驚險旅行的描寫。
BBC的電視秀紅矮人中，主人公李斯特非法的從土衛六帶回一隻貓，經過幾百萬年的硬輻射，這種比起祖先漂亮但不是很聰明的物種被稱為Felis sapiens。
電視劇恒星中土衛六變成主人公Dante的老家，那裏是一個大型的殖民地。
在公元2000漫畫系列Judge Dredd，泰坦星是一個流放犯人的殖民地，但作者在文中犯了一個致命的錯誤，它被描寫成圍繞木星軌道旋轉。這稍後被歸因於一個遠距傳物科學實驗。
在Marvel Comics宇宙，泰坦星是Eternals的殖民之家，他們是一個似神的種族。
在電影Gattaca(1997年)中，泰坦星是電影高潮時刻太空任務的目的地。
在日本動畫 Cowboy Bebop(1998年)中，泰坦是一個人口約3000萬的殖民地。原居民與其他行星的移民的對立導致了戰爭的爆發。
在一款Apple II是遊戲Titan Empire中，泰坦星上的人類試圖統治整個太陽系。
在Trevor Mark所著的小說Shattered Faith中，泰坦星是被古代偏見所憤恨的巨大地外文明的中心，他們來到地球是為了復仇。
美國科幻小說作家Alan E. Nourse 1954年12月用英語發表的的小說，Trouble on Titan，在1971年被以Revolte sur Titan為標題翻譯為法文。
桌面科幻遊戲戰爭之錘40000中Grey Knights Space Marine這一章中繼續保留著他們在土衛六上是堡壘。
在C64電腦遊戲Project Firestart故事被設定發生在一個科學探測空間船上，這艘船漂浮在土星系的土衛六附近。
Flight on Titan是一個由Stanley G. Weinbaum所著的短篇故事

[编辑] 参见

[编辑] 相关链接

[1]

[2]

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