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土卫五（1672年乔凡尼·卡西尼发现的卫星）

次浏览 | 更新时间：2023-05-17

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土卫五

1672年乔凡尼·卡西尼发现的卫星

土卫五的英语名字利亚（Rhea）乃源自希腊神话中十二泰坦巨神之一瑞亚（众神之母，希腊语：Ρέα‎）。卡西尼称呼了他所发现的4颗土星卫星（土卫三、土卫四、土卫五、土卫八）为路易之星（Sidera Lodoicea）来纪念路易十四世。而天文学家则根据习惯将它们称乎为土卫一至土卫五。在土卫一与土卫二于1789年被发现后，编号延伸到土卫七。

基本信息

中文名	土卫五
逃逸速度	0.635 km/s
别名	Saturn V
分类	卫星
发现者	乔凡尼·多美尼科·卡西尼

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名称由来

天文学家约翰·弗里德里希·威廉·赫歇尔（威廉·赫歇尔的儿子，也是土卫一与土卫二的发现人）后来在《好望角观测结果》（Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope）中建议这7颗卫星应该以泰坦神族来命名，后来这项建议被正式采用。

地形结构

土卫五

土卫五由冰所构成，密度约为1.233 g/cm。这样低的密度显示它是由25%的岩石（密度3.250 g/cm）与75%的水冰（密度1.000 g/cm）所组成的。虽然土卫五是太阳系第9大卫星，不过它的质量只能排在第10位。早期天文学家估计它拥有岩石的核心。然而卡西尼号近距离探测的结果显示它的轴转动惯量系数为 0.4 kg;，这样的数据表明土卫五的内部几乎都是一样的物质，因为岩质核心的存在会使质量惯性矩落在3.4左右。土卫五的三维模型也与流体静力平衡

土卫五的特征有些类似土卫四，这显示它们可能有类似组成与历史。土卫五受到日照地区的温度为凯式99度（摄氏−174度），而阴影地区的温度则介于摄氏−200度与摄氏−220度之间。

土卫五的表面有明显的坑洞与明亮的细微特征。它的表面根据坑洞密度可以被分成2个不同的地理区域，第一个地区包括直径在40公理以上的坑洞，而第二个地区则相反，并位在极区与赤道地区。这也显示在土卫五形成的过程中曾经发生大规模的重组事件。

主要的半球受到严重的撞击，并且非常明亮。就像木卫四上的坑洞一样，土卫五的坑洞缺乏在月球与水星上可以观测到的明显特征。在另一个半球上可以见到明亮的网络出现在黑色的地表上，少数坑洞也可以被辨识出来。这些明亮的区域曾被认为是在土卫五早期从冰火山所喷发出来的物质。不过最近对于土卫四的观测显示，散布地表的明亮条纹其实是冰构成的悬崖，于是天文学家推测土卫五上的条纹也是由冰组成的悬崖。

卡西尼号在2006年1月17日近距离飞越土卫五，并拍设一系列高分辨率的照片。虽然科学分析仍然在进行中，不过这些照片显示土卫五表面的条纹类似土卫四的条纹结构，其实是冰悬崖。

环系统

土星光环及土卫五照片

美国国家航空航天局在2008年3月6日宣布土卫五可能拥有一个稀薄的环带，这也是人类首次在卫星发现环带系统。这个环带系统的存在是因为卡西尼号发现土星的磁场在土卫五附近有高能量的电子流所推论出来的。尘土与碎石延伸至土卫五的希尔球区域，不过在靠近土卫五的附近更加稠密，显示土卫五可能拥有3条密度较高的细环带。

卡西尼飞船发现土星第二大卫星土卫五可能被物质环围绕。如经确认，这将是人类首次发现有环围绕的卫星。

卡西尼飞船发现土卫五周围环绕着像是大量太空碎片的东西。科学家推测这些碎片包含个头从谷物颗粒到漂石大小不同的物质。

与土星环、木星环、天王星环和海王星环不同，人们不能直接观测到土卫五周围的环。科学家是通过卡西尼飞船的测量推断土卫五周围存在环。卡西尼飞船2005年探测到土卫五两面电子减少，科学家推测，这显示它两面应有吸引电子的环。

科学家推测，卫星环的形成可能是远古时期小行星或彗星碰撞的结果。

报告主要作者伦敦大学学院物理学家杰兰特·琼斯在研究报告中说,“环甚至可能在土卫五形成时就存在了。”

卡西尼飞船是美国和欧洲联合打造的第一艘探测土星的人造飞船,1997年在美国发射升空，于2004年进入土星轨道。

探测任务

土卫五表面岩石图片

卡西尼号在近距离内拍摄一些土卫五的照片，其中最接近的一张是在2005年11月26日所摄的，距离仅500公里。另外一次近距离飞越则是在2007年8月30日，距离为5,750公里。而在卡西尼延伸任务中则计划在2010年3月2日从100公里的距离掠过土卫五。美国宇航局“卡西尼”号在接近土星土卫五时，探测器上的一台带有灵敏红外波段（930毫微米）滤色镜的窄角照相机利用可见光拍摄到土卫五南极地区，拍摄时土卫五与“卡西尼”号之间的距离约为23．9万千米，太阳、土卫五与“卡西尼”号之间的角度为56°，分辨率约为1千米每线。

与土卫五表面其余部分一样，其南极地区在几百万年里布满大量陨石坑，在这些详细照片上可以看出，在较巨大的陨石坑上布满有“麻子”般的小坑。在所示照片左边，可以看到更令人感兴趣的沟槽，照片右上部最清晰的陨石坑具有椭圆形状，它的大小为115×91千米。

“卡西尼－惠更斯”号飞行是美国宇航局与欧洲航天局和意大利航天局的合作计划，“卡西尼”号探测器的控制委托美国加州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室负责。

轨道资料

轨道半长轴： 527 108 km

轨道离心率： 0.001 258 3

轨道周期： 4.518 212 d

轨道倾角： 0.345° （与土星的赤道相比）

卫星所属星球：土星

物理特征

大小： 1535.2 × 1525 × 1526.4 km

平均半径： 764.30 ± 1.10 km

表面积： 7 337 000 km

质量： (2.306 518 ± 0.000 353)×1021 kg (~3.9×10-4倍地球质量)

平均密度： 1.233 3 ± 0.005 3 g/cm

赤道表面重力： 0.264 m/

宇宙速度： 0.635 km/s

自转周期： 4.518 212 d(同步)

轴倾斜： zero

反照率： 0.949 ± 0.003

星等： 10

日食现象

土卫五

美国国家宇航局（NASA）公布了一段“卡西尼”号土星探测器拍摄到的土卫五的珍贵视频图像。之所以说它珍贵，是因为这段总共15秒长的视频记录下了土卫五上发生日食的全过程。

这次公布的视频总共由17幅图像组成，拍摄于2008年8月19日。当时土卫五正在逐渐进入土星的阴影区域。从视频中可以清楚地看到，土星在土卫五上投下的阴影的边缘非常模糊，这一点与月球在地球上投下的阴影存在很明显的差异。专家们指出，之所以会出现这种差异，主要是因为土星是一颗气态行星，其外部边界本身就不是非常清晰，这导致其产生的阴影也不会非常清楚。

据NASA介绍，“卡西尼”号在拍摄这段视频时距离土卫五约有45万公里，图像的分辨率为2.7公里。

土卫五是环绕土星运行的第二大卫星，由法国天文学家乔凡尼·多美尼科·卡西尼在1672年12月23日发现。其直径为1528公里，与土星平均距离约50万公里。到目前为止，“卡西尼”号已成功绘制了出了土卫五表面的全景图像。有关该天体最有趣的发现出现在2008年夏季。当时有天文学家指出：土卫五可能也拥有自己的光环系统。他们解释说，“卡西尼”号上的探测设备发现土卫五周围环绕着大量碎片，形成一个范围达数千公里的盘状碎片带。观测显示，在土卫五两侧还都存在着电子数量急剧减少的区域。

科学家随后进行了大量模拟计算，以确定土卫五是否有能力稳定住这样的环结构。结果表明，在土卫五重力场以及它绕土星的轨道共同作用下，土卫五周围的环能够长时间地稳定存在。

科学家认为，土卫五之所以有环，可能是因为在遥远的过去有小行星或彗星与土卫五相撞，产生的碎片飘散在周围逐渐聚集成了光环。

参考资料

[1]

新闻中心图文：卡西尼号拍摄的土卫五的照片 2009年04月22日[引用日期2010-05-03]

[2]

山西新闻网土卫五可能有环围绕 2010年5月3日[引用日期2010-05-03]

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