土衛一

土衛一

土衛一(米瑪斯,Mimas,希臘語:Μίμᾱς,極少情況下拼為Μίμανς)是土星的一顆衛星,威廉·赫歇爾 于1789年發現土衛一,土衛一引以希臘神話中的一位泰坦巨人的名字命名。當時威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年的著作《在好望角天文觀測的結果》中以泰坦族巨人的名字命名了已知的七顆土星衛星,包括土衛一,其理由是薩圖爾努斯(羅馬神話中的農神,相當于希臘神話中的克洛諾斯)是泰坦族的領袖。

  • 中文名
    土衛一
  • 外文名
    Mimas(英文)Μίμᾱς(希臘文)
  • 別稱
    米瑪斯
  • 分類
    衛星
  • 發現者
    威廉·赫歇爾
  • 發現時間
    1789年9月17日
  • 質量
    3.84×10 kg
  • 平均密度
    1.17 g/cm3
  • 直徑
    (平均)397.2千米
  • 反照率
    0.7
  • 自轉周期
  • 離心率
    0.0202
  • 公轉周期
    22 小時 37 分鍾 5 秒
  • 軌道傾角
    1.53°

簡介

土衛一土衛一

土衛一(Mimas)幾乎全部由構成。其表面有一個直徑130公裏的巨大隕坑。形成這個隕坑的碰撞差一點將土衛一整個擊碎。

特征

土衛一的表面主要是一個直徑130千米的環形山,取名為赫歇耳(Herschel),它幾乎是整個衛星直徑的三分之一。赫歇耳的內壁大約有5千米高,部分底部深10千米,中央山峰在環形山中隆起6千米。造成形成這個環形山的撞擊一定差點將土衛一撞碎。撞擊的反面可看到裂縫,可能就是因為這次撞擊。

表面的環形山處于飽和狀,但沒有一個同赫歇耳一樣大。這表明在土衛一的早期歷史中,可能被一個比創造出這個環形山的星體更大的物體撞擊,使新衛星完全破裂(抹去當時所有表面撞擊痕跡),但後來碎片又合並在一起組成了今天的土衛一。

喬凡尼·多美尼科·卡西尼為了表達對國王路易十四的敬意將發現的四顆衛星(它們是土衛三-特提斯,土衛四-狄俄涅, 土衛五-雷亞以及土衛八-伊阿珀托斯)命名為''Lodicea Sidera''(''路易之星'').天文學家依據習慣把這五顆衛星以數位加以編號.其他的衛星則被稱為"惠更斯衛星"或"土星的第六顆衛星"(從當時知道的距離土星遠近排列,土衛一美馬斯和土衛二恩克拉多斯在1789年被發現)。

發現

1789年9月17日,天文學家威廉·赫歇爾發現了土衛一。他如此記錄這次發現:“1789年9月17日,我的四十英尺望遠鏡狀態出色,我發現了第七顆衛星,當時它位于軌道最西側。”

命名

土衛一表面地圖土衛一表面地圖

土衛一以希臘神話中的一位泰坦巨人的名字命名。當時威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年的著作《在好望角天文觀測的結果》中以泰坦族巨人的名字命名了已知的七顆土星衛星,包括土衛一,其理由是薩圖爾努斯(羅馬神話中的農神,相當于希臘神話中的克洛諾斯)是泰坦族的領袖。

依據裏德爾和斯科特的希臘-英語詞典,土衛一的形容詞格為Mimantean(其所有格在拉丁文中為Mimantis,在希臘文中為Μῑμάντος)。在實踐中,英國式的形容詞格如Mimansian或Mimian則十分常見,而更經常使用的則是短語“ofMimas”。

物理特徵

卡西尼號拍攝的照片上的土衛一看起來為卵狀卡西尼號拍攝的照片上的土衛一看起來為卵狀

土衛一密度較低(為1.17),這表明其可能是由大量的冰體和少量的岩石構成。由于潮汐效應的作用,土衛一並不呈完美的球形;其長軸大約比其短軸長10%。從近期卡西尼號發回的圖片上看土衛一更接近于卵形。

土衛一最顯著的特征是一個直徑達130公裏的龐大撞擊坑——為紀念土衛一的發現者,它被命名為赫歇爾隕石坑。赫歇爾隕石坑的直徑接近于該衛星直徑的三分之一,其坑緣高達5公裏,部分坑底則深達10公裏,而其中心山峰則高出坑底6公裏。如果地球上出現同等比例的撞擊坑,則其直徑將會達到4000公裏,超過了加拿大的寬度。形成這個撞擊坑的撞擊事件幾乎將土衛一撞得粉碎:在撞擊坑的相對側仍能清楚地看到斷裂地形,這可能是撞擊之後橫貫星體的沖擊波造成的。由于星體表面存在著這個大撞擊坑,土衛一竟然與<星球大戰>中的死星驚人的相似。

此外,土衛一的表面還遍布著眾多較小的撞擊坑,但是其中沒有一個可以與赫歇爾隕石坑相匹敵。雖然土衛一遭受過猛烈的轟擊,但是成坑過程並不同一。其大部分表面都覆蓋著直徑超過40公裏的撞擊坑,而在南極地區,卻很少有直徑超過20公裏的撞擊坑。這表明某種地質活動將這些地區的較大撞擊坑移除了,或者某些事物或機製阻止了較大星體對南極地區的轟擊。

科學家在土衛一標明已發現的主要地質構造有兩種:撞擊坑和峽谷

與土星環的關系

位于F環之後的土衛一位于F環之後的土衛一

從實際效果上看,土衛一起到了清理土星最寬的兩個環——A環和B環之間的卡西尼環縫中的物質的作用。卡西尼環縫內緣的顆粒軌道和土衛一的軌道成2:1的共振,即這些顆粒公轉完兩周,土衛一正好公轉完一周。其間土衛一不斷從同一方向對卡西尼環縫的顆粒施加拉力,迫使這些顆粒進入環縫外層的新軌道。土衛一還和其他構造保持著軌道的共振關系,如它和C環與B環的邊界保持著3:1的軌道共振關系,和土衛十七保持著3:2的軌道共振關系。最近發現,土衛一還和G環保持著7:6的共轉離心共振關系,後者位于土衛一軌道內側1萬5000公裏處。

探測

卡西尼號曾多次從中距離對土衛一進行拍攝,最近的一次是在2005年8月1日,距離為6萬3000公裏。卡西尼號的後續任務包括幾次對土衛一的非定向接近。其中觀測條件較好的兩次分別在2008年10月24日和2009年10月14日。而最接近的一次觀測將會發生在2010年2月13日,距離僅為9500公裏。

大眾文化中的土衛一

從某些角度看,土衛一和<星球大戰IV:新希望>中的死星極其相似,後者在劇中直徑達到了數百公裏。這隻是一種純粹的巧合,因為在土衛一的第一張特寫鏡頭照片傳回地球的三年前,這部電影就已經上映了。在小說<紅矮星號>中,土衛一是大衛·萊斯特獲得“紅矮星號”之前所居之處。土衛一是<星際旅行>中的聯邦緊急救援站所在地。

卡西尼觀測土衛一

“卡西尼”號傳回的藍色土衛一照片“卡西尼”號傳回的藍色土衛一照片

科學家們表示,由于受到光線和重力等因素的影響,“卡西尼”號探測器傳回的土星最近的衛星土衛一的照片顯示,土衛一的外表看上去有一些藍色的條紋,給人一種冰冷的感覺,尤其是從土星的北部觀測時,這一現象顯得尤為明顯。而這些色彩是由于環繞土衛一的光環反射形成的,當土衛一的黑夜來臨時,這些絢麗的色彩便會消失無蹤。

此前,“卡西尼”號傳回的土衛一的照片是從土星的南半球方向拍攝的,照片的色調是溫暖的褐色和黃金色,而此次從土星北部拍攝的照片卻完全是另外一番景象,深藍的色調讓我們看到了土衛一的另一面,也讓我們對其大氣構成有了新的認識和了解。科學家們表示,造成這一現象的原因主要是上一次拍攝時所用的藍色光被土衛一的大氣層擋住了。

這張土衛一的藍色照片上所顯示的區域是實地約398公裏(合247英裏)的地方。照片最右邊藍色最重的地方是由于感光過度造成的。我們在照片中還可以看到在一圈圈的藍色光線之間有一些暗區,這些地區是土衛一的B光環,也就是空氣密

土衛一土衛一

度最大的一個光環所覆蓋的地區。

在太陽系中,土星是僅次于木星的第二大行星,體積是地球的100多倍,其巨大的引力場可達1300萬公裏以外,而地球

的引力範圍僅為93萬公裏。正因如此,地球隻有一個衛星——月亮,而土星卻有眾多大大小小的衛星圍繞它旋轉,形成

作為專門研究土星的航天器“卡西尼”號,雖然于2004年7月1日才開始環繞土星運行,但它已在發現土星新衛星、揭示“土衛九”的身世、破解“土衛八”“陰陽臉”之謎、探測土星光環結構、拍攝土星新的輻射帶等方面,取得了可喜成果,作出了很大貢獻。目前,“卡西尼”號運行情況良好,研製者們相信,在今後長時間對土星及其光環和衛星的考察過程中,它還會探測到更多的未知情況,提供大量寶貴信息,有效地幫助人類深化對土星的認識。了一個相當龐大的土星系;其衛星數量在太陽系中也僅次于木星,位居第二。土衛一和土衛二于1789年被英國著名天文學家F·W·赫歇耳發現,直徑分別為340公裏和500公裏。

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