土星（英文：Saturn，拉丁文：Saturnus，符號：?），是太陽系八大行星之一，到太陽的距離排在太陽系第六位。古代中國土星是中國古代人根據(jù)五行學說結(jié)合肉眼觀測到的土星的顏色（黃色）來命名的，亦稱之為鎮(zhèn)星（常寫作填星）。土星的英文名稱Saturn來自于羅馬神話中的農(nóng)業(yè)之神薩圖恩。

土星是氣態(tài)巨行星，主要由氫組成，還有少量的氦與少量元素，內(nèi)部的核心包括巖石和冰，外圍由數(shù)層金屬氫和氣體包覆著。最外層的大氣層在外觀上通常情況下都是平淡的，雖然有時會有長時間存在的特征出現(xiàn)。土星的風速高達1800千米/時，風速明顯比木星快。土星的行星磁場強度介于地球和更強的木星之間。土星有一個顯著的行星環(huán)系統(tǒng)，主要的成分是冰的微粒和較少數(shù)的巖石殘骸以及塵土。2019年確認的土星的衛(wèi)星有82顆，是八大行星中最多的一個。其中，土衛(wèi)六是土星系統(tǒng)中最大和太陽系中第二大的衛(wèi)星，僅次于木衛(wèi)三，比行星中的水星還要大，并且土衛(wèi)六是太陽系僅有的擁有明顯大氣層的衛(wèi)星。土星自轉(zhuǎn)一周等于10小時33分38秒，大約是地球的半天時長。

• 中文名

• 土星

• 外文名

• Saturn

• 別????名

• 鎮(zhèn)星、填星、瑞星

• 分????類

• 行星、氣態(tài)行星、類木行星

• 發(fā)現(xiàn)者

• 伽利略

• 質(zhì)????量

• 5.6834?1026?kg

• 平均密度

• 0.687 g/cm3

• 直????徑

• 116464 km(赤道半徑60268千米，極半徑54364千米)

• 表面溫度

• -139 ℃(134K，1巴壓力大氣)

• 逃逸速度

• 35.49 km/s

• 反照率

• 0.342(球面，0.499 幾何)

• 視星等

• -0.3 等

• 絕對星等

• 11.5 等

• 自轉(zhuǎn)周期

• 10小時33分38秒

• 距地距離

• 1500000000 km

• 半長軸

• 9.5826 天文單位

• 離心率

• 0.0565

• 公轉(zhuǎn)周期

• 29.4571 年

• 平近點角

• 317.020 度

• 軌道傾角

• 2.485 度

• 升交點經(jīng)度

• 113.665 度

• 近日點

• 9.0412 天文單位

• 遠日點

• 10.1238 天文單位

• 自轉(zhuǎn)傾角

• 26.73 度

1610年，意大利天文學家伽利略·伽利雷（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）觀測到在土星的球狀本體旁有奇怪的附屬物。1659年，荷蘭學者克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）證實這是離開本體的光環(huán)。當時觀測到土星環(huán)有5個（1979年先驅(qū)者11號又探測到兩個新環(huán)）。1675年意大利天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini），發(fā)現(xiàn)土星光環(huán)中間有一條暗縫（后稱卡西尼縫），他還猜測光環(huán)是由無數(shù)小顆粒構(gòu)成。兩個多世紀后的分光觀測證實了他的猜測，但在這二百年間，土星環(huán)通常被看作是一個或幾個扁平的固體物質(zhì)盤。直到1856年，英國物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）從理論上論證了土星環(huán)是無數(shù)個小衛(wèi)星在土星赤道面上繞土星旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)系統(tǒng)。

土星環(huán)位于土星的赤道面上。在空間探測前，從地面觀測得知土星環(huán)有五個，其中包括三個主環(huán)（A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)）和兩個暗環(huán)（D環(huán)、E環(huán)）。B環(huán)寬又亮，它的內(nèi)側(cè)是C環(huán)，外側(cè)是A環(huán)。A、B兩環(huán)之間為寬約4800千米的卡西尼縫，是天文學家卡西尼在1675年發(fā)現(xiàn)的，產(chǎn)生環(huán)縫的原因是因為光環(huán)中有衛(wèi)星運行，衛(wèi)星的引力造成的。B環(huán)的內(nèi)半徑91500千米，外半徑116500千米，寬度25000千米，可以并排安放兩個地球。A環(huán)的內(nèi)半徑121500千米，外半徑137000千米，寬度15500千米。C環(huán)很暗，它從B環(huán)的內(nèi)邊緣一直延伸到離土星表面只有12000千米處，寬度約19000千米。1969年在C環(huán)內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了更暗的D環(huán)，它幾乎觸及土星表面。在A環(huán)外側(cè)還有一個E環(huán)，由非常稀疏的物質(zhì)碎片構(gòu)成，延伸在五六個土星半徑以外。1979年9月先驅(qū)者11號探測到兩個新環(huán)——F環(huán)和G環(huán)。F環(huán)很窄，寬度不到800千米，離土星中心的距離為2.33個土星半徑，正好在A環(huán)的外側(cè)。G環(huán)離土星很遠，展布在離土星中心大約10～15個土星半徑間的廣闊地帶。先驅(qū)者11號還測定了A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)和卡西尼縫的位置、寬度，其結(jié)果同地面觀測相差不大。先驅(qū)者11號的紫外輝光觀測發(fā)現(xiàn)，在土星的可見環(huán)周圍有巨大的氫云，環(huán)本身是氫云的源。

土星外層B環(huán)和A環(huán)的偽彩色紫外圖像

除了A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)以外的其他環(huán)都很暗弱。土星的赤道面與軌道面的傾角較大，從地球上看，土星呈現(xiàn)出南北方向的擺動，這就造成了土星環(huán)形狀的周期變化。仔細觀測發(fā)現(xiàn)，土星環(huán)內(nèi)除卡西尼縫以外，還有若干條縫，它們是質(zhì)點密度較小的區(qū)域，但大多不完整且具有暫時性。只有A環(huán)中的恩克縫為永久性，不過，環(huán)縫也不完整?？茖W家認為這些環(huán)縫都是土星衛(wèi)星的引力共振造成的，猶如木星的巨大引力攝動造成小行星帶中的柯克伍德縫一樣?！跋闰?qū)者”11號在A環(huán)與F環(huán)之間發(fā)現(xiàn)一個新的環(huán)縫，稱為“先驅(qū)者縫”，還測得恩克縫寬度為392千米。由觀測闡明土星環(huán)的本質(zhì)要歸功于美國天文學家基勒，他在1895年從土星環(huán)的反射光的多普勒頻移發(fā)現(xiàn)土星環(huán)不是固體盤，而是以獨立軌道繞土星旋轉(zhuǎn)的大群質(zhì)點。土星環(huán)掩星并沒有把被掩的星光完全擋住，這也說明土星環(huán)是由分離質(zhì)點構(gòu)成的。1972年從土星環(huán)反射的雷達回波得知環(huán)的質(zhì)點是直徑介于4到30厘米之間的冰塊。

卡西尼號拍攝的太陽系中最引人注目的土星環(huán)

探測器傳回的土星照片讓科學家非常吃驚，在近處所看到的土星環(huán)，竟然是一大片碎石塊和冰塊，使人眼花繚亂。它們的直徑從幾厘米到幾十厘米不等，只有少量的超過1米或者更大，土星周圍的環(huán)平面內(nèi)有數(shù)百條到數(shù)千條大小不等，形狀各異的環(huán)。大部分環(huán)是對稱地繞土星轉(zhuǎn)的，也有不對稱的有完整的、比較完整的、殘缺不全的。環(huán)的形狀有鋸齒形的，也有輻射狀的。令科學家迷惑不解的是，有的環(huán)好像是由幾股細繩松散的搓成的粗繩一樣，或者說像姑娘們的發(fā)辮那樣相互扭結(jié)在一起。輻射狀的環(huán)更是令科學家大開了眼界而又傷透了腦筋，組成環(huán)的物質(zhì)就像車輪那樣，步調(diào)整齊地繞著土星轉(zhuǎn)，要求那些離得越遠的碎石塊和冰塊運動的速度越快。這顯然違背了已經(jīng)掌握的物質(zhì)運動定律。

美國國家航空航天局（NASA）的科學家于2009年10月8日發(fā)現(xiàn)土星周圍存在一個“隱形”的巨大光環(huán)，這個光環(huán)可以容納10億個地球。NASA噴氣推進實驗室稱，該光環(huán)平面與土星主光環(huán)面成27度傾角，該光環(huán)內(nèi)側(cè)距離土星約595萬千米，寬度約1190萬千米它的直徑相當于300倍土星的直徑。可容納大約10億個地球。光環(huán)由冰和塵埃微粒組成，它們之間的距離如此之大，即使你站在光環(huán)上也看不清楚，另外土星照射到的太陽光線很少，光環(huán)反射出的可見光更少，令它難以被發(fā)現(xiàn)組成光環(huán)的塵埃溫度很低，僅有-193℃，但卻散發(fā)出熱輻射。NASA斯皮策太空望遠鏡正是捕捉到這些熱輻射，才發(fā)現(xiàn)了這個巨大的光環(huán)。土衛(wèi)九的軌道穿越該光環(huán)?？茖W家們認為，光環(huán)內(nèi)的冰和塵埃來自于土衛(wèi)六與彗星的碰撞。光環(huán)的發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋關(guān)于土衛(wèi)八的一個古老而神秘的問題。天文學家卡西尼1671年首次發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)八，稱這個星球一面黑一面白，就像太極符號一樣。新發(fā)現(xiàn)的光環(huán)旋轉(zhuǎn)軌道與土衛(wèi)八相反?？茖W家們推測，光環(huán)內(nèi)的塵埃飛濺到土衛(wèi)八表面上，形成了黑色區(qū)域?！伴L久以來，航天學者一直認為土衛(wèi)九與土衛(wèi)八表面之上的黑色物質(zhì)之間存在某種聯(lián)系，新發(fā)現(xiàn)的光環(huán)為此提供了令人信服的證據(jù)?！毙鹿猸h(huán)的發(fā)現(xiàn)者之一、馬里蘭大學專家道格拉斯·漢密爾頓說。