土星的奧秘遠不止它的環(huán)，還有眾多神奇的衛(wèi)星。土衛(wèi)六是一個比月球還大的冰冷星球，因其稠密的大氣層和甲烷海洋而聞名；土衛(wèi)二是一個明亮的白色冰球，冰凍的外殼內包裹著液態(tài)的海洋，其南極附近的裂縫中不斷有水流噴出。土衛(wèi)十八位于土星環(huán)中，形狀奇怪，看起來像意大利方餃，土衛(wèi)十看起來像肉丸?？茖W家們還發(fā)現了一個在土星環(huán)內運行的物體，稱為佩吉（非官方命名），可能是一個正在形成或解體的衛(wèi)星。

雖然我們已經對這些衛(wèi)星的特點略有了解，但關于土星的衛(wèi)星群，以及其對我們了解太陽系演化的啟示，還有許多未知的問題。

1、土星的衛(wèi)星幾歲了？

許多衛(wèi)星形成于40多億年前，與太陽系其它天體形成時間相同。尤其是土星的一些較大衛(wèi)星，其表面大量的隕石坑，證明了其漫長的歷史。但一些模型則顯示土星的一些衛(wèi)星可能更年輕，只有1億年或更短的歷史。

判斷衛(wèi)星年齡的方法之一是觀察衛(wèi)星繞土星運行的軌道距離。行星及其衛(wèi)星之間的引力拉鋸戰(zhàn)使得行星在漫長的時間里緩慢地將衛(wèi)星軌道向外推。（我們的月亮正在以每年約3.8厘米的速度遠離地球）

一些研究表明，如果土星衛(wèi)星和太陽系一樣古老，那些靠近土星環(huán)的衛(wèi)星現在應該被推得更遠。這一結論與衛(wèi)星表面坑坑洼洼的隕石坑所表明的年齡不符，但它為解開土星系統(tǒng)的歷史謎題提供了新思路。

2、土星的衛(wèi)星是同時形成的嗎？

并不是，直到現在，土星環(huán)的外緣仍有小衛(wèi)星在形成。土星的一些衛(wèi)星，包括最小、最內側的土衛(wèi)一，構成物質可能與土星環(huán)相同，這就意味著它可能比之前所認為的要年輕得多。構成它的物質可能包括土星周圍破碎的彗星和小行星碎片以及早期衛(wèi)星碰撞產生的或距離土星太近而被撕碎而成的碎片。

另一種理論認為，這些行星在太陽系形成約10億年后重新排列，同時影響了周圍的小天體，使它們在引力的作用下翻滾碰撞，為新衛(wèi)星的形成提供了材料。

有跡象表明土星似乎也“收養(yǎng)”了一些衛(wèi)星。長著“青春痘”（隕石坑）的土衛(wèi)九可能來自遠方，并在某個時刻被土星引力捕獲成為土星衛(wèi)星。之所以這么說是因為構成土衛(wèi)九的物質來自太陽系遠超出土星系范圍的區(qū)域；軌道距離土星比大多數衛(wèi)星更遠，且以相反方向繞土星運行，即所謂的“逆行軌道”。

土星也有很多在“逆行軌道”運行的小衛(wèi)星，它們的軌道相對于土星的赤道有一定的傾斜角，種種跡象表明，這些衛(wèi)星很可能是被捕獲的天體，而不是與其他衛(wèi)星一起形成的。

3、為什么土星的大型衛(wèi)星比木星少？

木星是一顆比土星還大的氣態(tài)巨行星，有四顆大衛(wèi)星和幾十顆小衛(wèi)星。這四顆大衛(wèi)星被稱為“伽利略衛(wèi)星”，得名于發(fā)現它們的意大利天文學家伽利略。分別是木衛(wèi)一“艾奧”、木衛(wèi)二“歐羅巴”、木衛(wèi)三“蓋尼美德”以及木衛(wèi)四“卡利斯托”。

但土星只有一顆大衛(wèi)星——泰坦。木星的大衛(wèi)星完好無損，而土星的大部分衛(wèi)星卻被土星引力撕碎或被碰撞撕裂?？茖W家們猜測，可能是木星大衛(wèi)星的軌道距離木星更遠因此不太容易被其引力撕裂。

4、為什么有的衛(wèi)星有海洋，有的卻沒有？

衛(wèi)星年齡就在這里起作用了。根據卡西尼號飛船對土星及其衛(wèi)星長期的近距離觀測，我們發(fā)現土衛(wèi)二、土衛(wèi)六表面存在液態(tài)海洋，土衛(wèi)四可能存在液態(tài)海洋。

土衛(wèi)一比土衛(wèi)二更接近土星，更容易受到這兩個天體之間的潮汐引力變化的影響，產生的熱量足以維持海洋的存在，但為什么土衛(wèi)一沒有海洋？

行星科學家Marc Neveu在發(fā)表于《自然天文學》雜志上的一篇論文中推測，如果土衛(wèi)一是一顆相對年輕的衛(wèi)星，就可以解釋這個問題了。

根據他的研究，土衛(wèi)一由土星環(huán)中的碎片形成至今可能不到10億年。在這種假設下，碎片形成土衛(wèi)一前，已經在數十億年的漂流里逐漸失去了放射熱（巖石中某些化學元素核衰變過程中產生的熱量）。如果沒有內部的放射熱，土星引力引起的擠壓發(fā)熱無法融化土衛(wèi)一冰冷堅硬的表面并形成海洋。

但還有一些證據表明土衛(wèi)一上可能存在海洋。根據卡西尼號對土衛(wèi)一的觀察發(fā)現，這顆小衛(wèi)星在繞軸旋轉時會擺動，原因可能是其形狀不規(guī)則的固體核心，也可能是其凍結的表面下暗存著波濤洶涌的海洋。

5、衛(wèi)星上的海洋和地球上的相似嗎？

與地球海洋一樣，土衛(wèi)二上的海洋也是咸的，表明海水可能與衛(wèi)星的巖石核心發(fā)生了某種化學作用，這增加了海洋適合簡單生命生存的可能性。地球上的這種相互作用為生活在海底的生物提供了能量和營養(yǎng)。土衛(wèi)二上也會發(fā)生同樣的事情嗎？

土衛(wèi)六雖然也有液態(tài)海洋，但科學家們目前還無法確認該海洋是否與海底巖石或者冰層存在相互作用。

6、海洋存在多久了？

很可能已經存在了數十億年，因為衛(wèi)星形成后很難再形成地下海洋。盡管科學家們已經研究了巨大撞擊的可能性，但對土衛(wèi)二海洋的最初形成原因還是無法給出明確的解釋。

土衛(wèi)六的海洋可能是在40多億年前與土衛(wèi)六同時形成。土衛(wèi)六內部的放射熱、撞擊產生的熱量或這些因素的組合都可能是土衛(wèi)六存在海洋的原因。由于土衛(wèi)六軌道距離土星太遠，因此引力牽引產生的熱量可以排除。

7、海洋里有生命嗎？

我們還不知道這些海洋是否含有支持生命的必需成分，但一些有趣的跡象表明生命很有可能存在！

土衛(wèi)二是人類尋找地外生命的首要目標之一，因為它似乎有三種支持生命存在的最重要成分：液態(tài)水、適宜的化學成分（如碳或氫）和能源。

2015年， NASA的卡西尼號宇宙飛船從土衛(wèi)二噴發(fā)的水柱穿過，并探測到了氫分子。這增加了土衛(wèi)二的宜居性，因為氫是生存在地球熱液噴口附近的生命形式的重要食物來源。

2023年6月，一個國際科學家團隊利用卡西尼號的數據，在土衛(wèi)二噴射到太空中的富鹽冰粒中發(fā)現了另一種生命必需的化學元素——磷。

土衛(wèi)六只有地球大小的一半，其內部的海洋、稠密且富含氮的大氣層和復雜的碳化學物質吸引了科學家的注意。無論是否有生命存在，土衛(wèi)六都是研究生命化學的神奇自然實驗室。

8、衛(wèi)星會永遠和土星在一起嗎？

土星的主要衛(wèi)星很可能會永遠繞著土星運行，但一些較小、脆弱的環(huán)形衛(wèi)星可能會消失。由土星環(huán)中松散物質形成的較新的小衛(wèi)星發(fā)生毀滅性碰撞和被潮汐引力破壞的風險更高。

9、為什么衛(wèi)星在迅速遠離土星？

隨著時間的推移，衛(wèi)星會慢慢地遠離它們的母行星。土星被其眾多衛(wèi)星的引力牽引著更靠近衛(wèi)星（類似于月球引力牽引地球海洋，產生潮汐）。同時土星的引力也會牽引衛(wèi)星，形成引力拉鋸戰(zhàn)，將衛(wèi)星推入更遠的軌道。

分析表明，由于一些內部衛(wèi)星離土星很近，因此它們向外移動的速度可能比預期的要快?？茖W家們將卡西尼號十年來測量的土星衛(wèi)星軌道與100年前的望遠鏡圖像中的軌道進行了對比。

分析表明這些衛(wèi)星的年齡很小，否則在土星形成后的46億年里，它們應該被推到距離土星更遠的地方。雖然這個想法很有趣，但研究人員指出，100年的觀測時間放在行星的時間尺度上太小，不足以辨別這些衛(wèi)星軌道的變化。

從某種意義上來說，土星衛(wèi)星在遠離土星，就像月球遠離地球一樣。不過，所涉及的時間可能比太陽系的預測壽命（即數十億年）還要長。

10、土星環(huán)如何？

研究人員認為，土星環(huán)可能在一億年內消失，被土星引力牽引，形成一場由冰粒組成的雨，落入土星。