土卫一

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土卫一
卡西尼號於2005年拍攝
发现
发现者 威廉·赫歇爾
发现日期 1789年9月17日[1]
轨道特性
半长轴 185,520 千米[2]
离心率 0.0202[3]
轨道周期 22 小时 37 分钟 5 秒[3]
倾角 1.53 °
隸屬行星 土星
物理特征
大小 414.8×394.4×381.4 km
(0.0311倍地球体积)[4]
平均直径 397.2 千米[5]
表面面積 490 000km2
质量 3.84×1019 kg[5][6]
平均密度 1.17 g/cm3[5]
赤道上方重力 0.077 m/s2
自转周期 (同步)
軸傾斜 0.005 °
反照率 0.77[7]
视星等 12.9[8]
表面温度
最小 平均 最高
 ?K

土卫一又稱為「彌瑪斯」(Mimas,希腊语Μίμᾱς,极少情况下拼为Μίμανς),是土星的一颗卫星,1789年由威廉·赫歇尔发现。[9] 它以希腊神话中的盖亚之子Mimas命名。

土卫一是已知的太阳系中最小的在自吸引作用下呈球状的天体

发现[编辑]

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。”[10]

命名[编辑]

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。[11][12]

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”。

卡西尼号拍摄的照片上的土卫一看起来为卵状

物理特性[编辑]

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,土卫一並不呈完美的球形;其长轴大约比其短轴长10%。从近期卡西尼号发回的图片上看土卫一更接近于卵形

卡西尼号拍摄的土卫一的高分辨率照片,照片中显示了深达6公里的撞击坑以及右下方的一个深达1公里的峡谷。
土卫一表面地图

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,它被命名为赫歇尔撞击坑。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

与土星环的关系[编辑]

从实际效果上看,土卫一起到了清理土星最宽的两个环——A環B環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環与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環保持着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。

位于F环之后的土卫一

探测[编辑]

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发生在2010年2月13日,距离仅为9500公里。

大众文化中的土卫一[编辑]

  • 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。[13]
  • 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。

参考文献[编辑]

  1. ^ Imago Mundi - La Découverte des satellites de Saturne (French). 
  2. ^ Harvey, Samantha. NASA: Solar System Exploration: Planets: Saturn: Moons: Mimas: Facts & Figures. NASA. April 11, 2007 [2007-10-10]. 
  3. ^ 3.0 3.1 NASA Celestia
  4. ^ Thomas, P. C.; 等. Shapes of the Saturnian Icy Satellites (PDF). 37th Lunar and Planetary Science Conference. 2006 [2006-11-26]. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Jacobson, R. A.; Antreasian, P. G.; Bordi, J. J.; Criddle, K. E.; et al. The Gravity Field of the Saturnian System from Satellite Observations and Spacecraft Tracking Data. The Astronomical Journal. December 2006, 132: 2520–2526. doi:10.1086/508812. 
  6. ^ Jacobson, R. A.; 等. The GM values of Mimas and Tethys and the libration of Methone. Astronomical Journal. 2005, 132: 711. doi:10.1086/505209. 
  7. ^ Verbiscer, A.; French, R.; Showalter, M.; and Helfenstein, P.; Enceladus: Cosmic Graffiti Artist Caught in the Act, Science, Vol. 315, No. 5813 (February 9, 2007), p. 815 (supporting online material, table S1)
  8. ^ Classic Satellites of the Solar System. Observatorio ARVAL. [2007-09-28]. 
  9. ^ Herschel, W. Account of the Discovery of a Sixth and Seventh Satellite of the Planet Saturn; With Remarks on the Construction of Its Ring, Its Atmosphere, Its Rotation on an Axis, and Its Spheroidical Figure. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1790, 80: 1–20. doi:10.1098/rstl.1790.0001. 
  10. ^ William Herschel, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Vol. 80, reported by Arago, M. Herschel. Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution. 1871: 198–223 [2006-11-26]. 
  11. ^ As reported by William Lassell, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 8, No. 3, pp. 42–43 January 14, 1848)
  12. ^ Lassell, William. Satellites of Saturn: Observations of Mimas, the closest and most interior Satellite of Saturn. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1848, 8: 42 [2006-11-26]. 
  13. ^ Young. Saturn's moon is Death Star's twin. New Scientistfirst=Kelly. 2005-02-11 [2008-08-21]. Saturn's diminutive moon, Mimas, poses as the Death Star - the planet-destroying space station from the movie Star Wars - in an image recently captured by NASA's Cassini spacecraft. 

参见[编辑]

外部链接[编辑]