土星简史，当卡西尼号坠落土星，人类的探索才刚刚开始
这颗行星在经过了数亿万年的转变后，成为了如今我们看到的模样。
很难想象，最初的土星只是由岩石和水组成的小世界。
与其他的类地行星一样，通过不断的 碰撞、融合、聚集和成长。
不同的是，土星形成于太阳系外缘，在那里水只能以固态的形式存在。
数以亿
【菜科解读】
在远离太阳的寒冷地带，有一颗行星因为其璀璨及独特的行星环而闻名于太阳系，它就是土星。
这颗行星在经过了数亿万年的转变后，成为了如今我们看到的模样。
很难想象，最初的土星只是由岩石和水组成的小世界。
与其他的类地行星一样，通过不断的碰撞、融合、聚集和成长。
不同的是，土星形成于太阳系外缘，在那里水只能以固态的形式存在。
数以亿计的冰晶颗粒为土星提供材料，使其体积越来越大。
然而随着时间的推移，大量太阳形成时留下的氢气和氦气，在土星引力的作用下开始包裹土星表面。
太阳、地球、土星模拟图
由于这两种气体的质量太轻，导致了太阳系内层体积较小的行星无法束缚住它们。
但是土星巨大的质量足以让它们聚拢过来。
就这样，数以万亿吨的氢气和氦气构成了土星的大气层。
同时因为气体质量产生的压力，使岩石和冰的温度急剧上升。
当土星形成时，其表面的压力达到了地球大气压力的1000万倍。
土星从一颗寒冷的岩石行星变成了完全另类的行星，也就是气态行星。
土星模拟影像
土星的体积变得无比巨大，当时的大小完全可以容纳下大约5000个地球。
要想进一步的了解土星，我们需要近距离地观察它。
旅行者号在飞过土星轨道的时，向地球传回信息，明确表示土星上层的大气层几乎完全由氢气和氦气构成。
同时还在云层中发现了一个4倍于地球体积的六边形结构。
这说明土星的大气层远比我们想象中更具有活力。
土星模拟影像
地球上大部分天气的驱动来自于太阳，阳光照热地表，海洋使空气流动起来，从而产生了不同的天气。
但土星在光照强度只有地球1%的情况下，大气层同样安然存在40多亿年。
这无疑意味着驱动土星天气的是其他因素。
通过对土星云顶及其巨大风暴系统进行研究，我们对土星大气层下的奇异世界作出了大胆推测：
大量的水汽云在上层大气之下叠涌堆积，威力比地球强一万倍的闪电将甲烷气体变成大片的烟灰云。
越往下压力就越大，这些炭灰可能在下降的过程中就变成了钻石雨。
即便坚固如钻石，不过最终它们也会被土星的压力击败从而液化。
当高度下降到土星表面4万公里以下，我们就能发现土星的能量来源了。
这里的压力非常高，气体的表现就像液态金属，融化的氦气如雨一般的在氢气中下落并释放出惊人的热量。
正是这种珍贵的热源始终为土星的天气提供动力。
土星模拟影像
土星环的诞生土星的命运自诞生之初的几亿年里跌宕起伏，在随后的几十亿年来趋于平静。
随着时间的推移，土星的质量不断的积累。
土星的一个新的标志性特征出现了。
土星闻名于太阳系的原因之一就是因为它有着一个璀璨美丽的土星环，但太阳系中并非完全真空，而是遍布尘埃。
如果土星环在土星周围已经存在数十亿年，那它一定会被尘埃所遮蔽变得暗沉。
可为什么土星环能够闪耀至今呢？问题的答案随着一次大胆且成功的太阳系外层飞行计划得到揭晓。
与旅行者号短暂的停留不同，卡西尼号探测器只在近距离进入土星轨道，对土星进行了长达数年的近距离探索。
也正是因为卡西尼号，首次对土星环进行实际采样。
我们才发现，土星环是一个相当年轻的存在。
它比土星年轻了将近45亿岁。
卡西尼号所提供的证据表示，许多土星的冰质卫星的构成与土星环完全相同。
这似乎表示着土星环和土星的卫星有着千丝万缕的联系。
而在土星已经发现的62颗大卫星和无数小卫星中，我们发现这其中一颗卫星消失了。
#p#分页标题#e#卡西尼号探测器
如今的主流推论认为，大约在恐龙统治地球的时代，一颗直径400公里几乎完全由冰构成的卫星靠近了土星大气层。
甚至进入了土星的洛希极限。
土星巨大的潮汐引力作用于这颗跨越安全线的卫星，并使它开始分裂。
多达1.5亿吨的冰体在土星周围的轨道上支离破碎。
由于移动速度过快，碎冰几天内扩散开来，形成了这个平均厚度只有10米的大圆环。
标志性的土星环由此诞生。
在土星环内部，一些月球大小的冰块开始利用引力清理出开阔的间隙带，并开始汇聚成新的卫星。
土星模拟影像
卡西尼号探测器的探险之旅不断的邂逅着奇迹，它在为我们解答土星起源及其演化的过程同时，还为我们太阳系及其以外世界存在着非地球生命的课题提供了新的可能性。
位于土星环外缘的土卫二距离太阳10亿公里，当卡西尼号靠近它时，人们立即发现了这颗小卫星的不同之处。
巨大的水蒸气和冰体以每秒钟200公斤的量从卫星表面喷发出来。
但这些物质并没有在散逸到太空，而是在填补土星外环。
当研究人员操纵着卡西尼号接触到这些羽流的时候，发现这些羽流中的冰其实是冻结的海水冰晶。
这意味着距离太阳极其遥远的一颗小卫星表面下，藏匿着一个液态海洋。
土卫二
如此寒冷的太空深处，是什么能量让水保持着液态不冻结呢？其实土卫二以椭圆轨道绕土星运行，这意味着土星对土卫二施加的引力大小是不断变化的。
这种轨道的形成和另一颗比较大的卫星土卫四有着很大的关系。
持续变化的引力拉伸和挤压着土卫二的内部。
加热融化它的冰质内核，最终形成了太阳系最远端的液态水喷泉。
土卫四
卡西尼探测器对水冰羽流进一步详细分析后，我们发现了只存在于地球深海热泉喷口的复杂有机化合物和硅微粒。
所有人都为之振奋，虽然在遥远的太阳系边缘，只可能存在着最简单的原始生命。
但在土卫二上存在生命的预期，再一次向我们表明人类并不孤单。
2017年9月15日，卡西尼号探测器长眠于伴随它13年的土星之上，它的使命走向了终结。
但是我们相信我们与土星的故事才刚刚开始。
土卫六有大气层有海洋还下雨，若移到宜居带中，会成为宜居星球吗
不过科幻电影《流浪地球》中假设数百年后人类给地球装上了行星发动机，依靠它的强大推力将地球推离了太阳系，或许未来的人类可以利用这种技术改造太阳系，那么这样把土卫六推离轨道可以实现吗？土卫六这星球的质量虽然跟地球差很远，但它有着比地球更为浓厚的大气层，大气压是地球的1.5倍，在上面安装行星发动机的话，将会把它上面的空气吹跑一大部分，所以这个方法也不是很理想，除非将发动机建造得高达上百公里，而如此高的发动机又是难以想象的，其底部承受的压力非常巨大，金属也可能被压得融化掉，所以《流浪地球》中的方法对土卫六而言并不适用实际上对地球也不实用。
那么有什么办法可以移动土卫六吗？其实办法也不是没有，太阳系中有很多没有大气层的卫星和矮行星，在这样的星球上安装行星发动机，将其加速后从斜后方撞击正在前进中的土卫六，将其加速并推离土星引力，也有可能使它脱离土星轨道，但是这样的话却会大大破坏土卫六表面的现有环境，也不是很理想。
其实我们也不必这样讨论将土卫六移动到太阳系的宜居带，因为土卫六来到太阳的宜居带也不会变成宜居的生命星球，因为虽然土卫六有着浓厚的大气层，表面可能有甲烷等形成的海洋，但是它来到宜居带中，这一切都会发生变化。
首先，土卫六本身并没有磁场，他之所以会有浓厚的大气场，是因为土星的磁场在保护它，它的运行轨道大部分都位于土星的磁场范围中，而且土星本身就是一个气态星球，土卫六围绕土星运行，可以大量吸收土星的散逸气体，所以土卫六才会成为拥有浓厚大气层的卫星。
如果它来到太阳系的宜居带中，它就失去了土星磁场的保护，其大气层就会在高速的太阳风吹拂之下越来越少，最终很可能会成为一个没有大气层的星球。
在太阳系宜居带中，土卫六表面的温度要比在土星附近高得多，即便它像地球和火星这样处于自转状态，它的赤道附近温度也会有二三十摄氏度的高温，这样的话，它表面的甲烷等海洋也将会很快挥发掉。
那么在这之后，土卫六会变成一个火星那样的沙漠星球吗？还不会！因为土卫六还是一颗富水星球，它来到宜居带中之后，水冰会融化成水，而表面的大气层被吹拂掉之后，这些水和水冰都会变成水蒸气继续挥发，并从土卫六上逃逸出来，当这些水都逃逸掉之后，土卫六的质量将会小很多，因为土卫六上面含有大量的水，比我们地球上的水还要多很多。
所以这样一来，土卫6还是会成为一个干旱的沙漠星球，本身质量也会缩小很多，因为它的大气层，表面的甲烷液体海洋和水等都会消失，不过这个消失的过程会很漫长。
卡西尼探测器六大发现：土卫二地下海洋潜在生命
1997年10月15日，美国宇航局“卡西尼”探测器发射升空，开始土星探索之旅。
新浪科技讯 北京... 这是卡西尼探测器拍摄最壮观的一张土星图像，拍摄时间是2016年，清晰地呈现土星北极、土星环和土星阴影。
1997年10月15日，美国宇航局“卡西尼”探测器发射升空，开始土星探索之旅。
新浪科技讯 北京时间9月15日消息，据国外媒体报道，当科学家伽利略第一次使用最早期放大设备观测天空时，观测到土星是一颗神秘天体，有诸多谜团亟待揭晓。
多年以来，伴随着太空勘测设备的不断升级，土星变得更加神秘，它存在土星环，并且土星环之间存在间隙，以及不同体积大小的卫星和其它有趣的属性，存在带状结构，短暂风暴等。
近年来，“航行者号”等探测器多次飞越土星，揭晓了土星系统的许多谜团和古怪问题。
1997年10月15日，美国宇航局“卡西尼”探测器发射升空，开始土星探索之旅，随后拍摄到大量土星环和奇特光谱图像，以及拍摄到土星的卫星。
卡西尼探测器还装配了一个登陆器——“惠更斯”探测器，它降落至土星最大卫星土卫六表面，它装备放射性同位素发生器，并拥有独立携载的核衰变电源，可持续使用几十年时间。
2004年，经过7年的太阳系旅行，卡西尼探测器抵达土星轨道，之后立即开始采集数据，并在2008年完成为期4年的主要任务。
该探测器发现了土星环、土星风暴和表面漩涡结构，除了发现更多的卫星，还探测到各种各样的分子，惠更斯探测器甚至在土卫六表面发现液态流动甲烷。
以下是卡西尼探测器勘测获得的6项重大发现： 图中是土星北极，是2013年拍摄的真实色彩图像。
科学家吃惊地发现，在过去几年时间里，北极风暴从蓝色缓慢地变成了黄色。
土星拥有一个六边形风暴，持续肆虐土星北极地区。
1、土星极地六边形飓风。
虽然土星极地飓风最初是由“航行者号”探测器发现的，但直到卡西尼探测器拍摄发现时，人们才意识到其惊人的事实：土星拥有一个六边形风暴，持续肆虐土星北极地区。
快速旋转大气层和流体动力学促使土星极地出现独特的六边形风暴，这是第一次在气态行星上发现这样的风暴。
该风暴直径达到32000公里以上，出现在纬度78o，并向下延伸大约100公里。
与其它行星大气层特征不同，土星极地风暴并不随时间而出现纬度变化，风暴轮廓周围存在向东移动的气流，时速达到360公里，结合低纬度气流，在计算机模拟图像中呈现奇特的六边形。
也许最引人注目的是，土星北极涡旋非常像“飓风眼”，卡西尼探测器在下降的过程中探测到该六边形风暴存在一个缺口。
土星极地风暴直径大约2000公里，在卡西尼探测器持续观测的13年时间里，它一直存在。
最引人注目的是，在过去几年，这个神秘漩涡开始变色。
科学家约翰·布莱洛克（John Blalock）指出，2012-2016年观测时，六边形风暴可能稍亮一些，但是其内部，特别其中心圆环区域更明亮。
这种变亮现象与顶部大气层增多光化学雾霾相符。
这是为什么呢？实际上这与太阳自身有关，土星北极倾斜偏离太阳，直到2015年才逐渐接近太阳。
2016年，土星极地六边形颜色出现了变化，就像直接接受阳光照射。
在环绕太阳的29年的轨道周期中，卡西尼探测器不可能很快观测到这种变化，这仅是由于该任务持续了很长时间，我们才发现这一点！ 像所有存在大气层的行星，土星具有其独特气候，包括较大和较小的风暴。
2、太阳系迄今最大风暴。
像所有存在大气层的行星，土星具有其独特气候，包括较大和较小的风暴。
虽然卡西尼任务能够发现土星的一些奇特现象，例如：持续较长时间的极地六边形风暴和南半球“龙风暴”。
最壮观的风暴出现在2011年，土星北半球出现的超级风暴环绕整个行星，持续了大约200多天。
近距离拍摄显示，该风暴在土星表面以时速100公里的速度快速移动。
虽然这一等级风暴每20-30年出现一次，最大、持续时间最长的风暴出现在1876年。
今年4月，我们发现这些风暴被土星大气层低层水蒸汽所抑制，不仅是氢和氦，还有甲烷。
潮湿水蒸汽在土星外逸层形成与土星内部相隔离的绝缘层。
最终，土星外逸层温度降低导致其下沉，从而使内部潮湿层和风暴再次出现。
预计下一次土星重大风暴将出现在本世纪30年代，它将最终告诉我们土星包含多少水资源。
#p#分页标题#e# 土星环存在一些小型卫星，以及涟漪和“浮雕”结构。
3、土星环固有的涟漪和“浮雕”结构。
土星在许多方面是令科学家关注的，在我们已知的所有行星中，土星是密度最低的行星，也是唯一具有明显可见环状结构的行星。
它是由类似冰和灰尘的物质构成，环状结构并非固体，而是彼此穿越的粒子构成，它暂时粘聚在一起，被潮汐引力撕裂。
雪球和微行星合并在一起，仅被土星和它附近行星产生的潮汐引力分离。
这个环状系统自身厚度仅10-1000米，可能和土星一样古老。
当从侧立角度观察土星环，由于土星环和太阳之间的角度，冰晶中的微小瑕疵在土星环上投入较长的阴影。
土星主环在赤道上空延伸7000-80000公里，大于土星半径。
其99.9%成分是水冰，土星环存在数千个微小的间隙。
目前土星环比远古时期更厚，变化性更强。
曾经的岩石物质合并在卫星中，但是这个水环存在时间和太阳系一样久远。
虽然土星环具有较高反射性，主要是由水冰物质构成，但在光学和射电范围的反射率存在较大差异性，后者允许成像比前者更清晰。
在土卫八轨道外侧存在一颗卫星——土卫九，它看上去与环绕土星的其它卫星完全不同，土卫九与土星其它卫星的成分并不相同，而且它环绕土星的方向与其它卫星相反。
4、神秘双色土卫八谜团已揭晓。
土卫八是土星系统中发现的第二颗卫星，它可能是最神秘的卫星。
这颗卫星不仅存在一个赤道脊和一个较大的轨道倾角，而且它的一半像冰一样反射光线，而另一半的80%处于黑暗之中。
是什么原因导致土卫八成为神秘的“双色卫星”呢？不是它轨道的倾斜度所导致的，事实上它是距离土星最远的大型卫星，还有另外一颗独特卫星距离土星更遥远。
在土卫八轨道外侧存在一颗卫星——土卫九，它看上去与环绕土星的其它卫星完全不同，土卫九与土星其它卫星的成分并不相同，而且它环绕土星的方向与其它卫星相反。
土卫九是顺时针环绕土星运行，这怎么可能呢？这是因为土卫九可能并非源自土星，而是被柯伊伯带捕获的一颗天体。
此外，土卫九在太阳系中拥有最大、最奇特的环状结构。
只有在2004年使用斯皮策红外太空望远镜观测时，才呈现土卫九环是一种源自土卫九的分散残骸环，并且颜色非常黑。
它的密度也非常惊人：每立方千米大约有7个灰尘大小的颗粒。
当然，由于这些碎片与其它所有卫星都是相反方向，土星最外层卫星可能与其碰撞，将卫星的主侧面暴露在黑暗碎片中。
土卫八的轨道位置很容易与土卫九残骸环相撞。
由于土卫八与土星保持潮汐引力锁定，意味着伴随其穿过轨道，相同的一侧始终朝向土星，土卫八前侧积聚了这种黑色物质，而后侧却没有。
这些黑色物质在土卫八一侧积聚，菜叶说说，比浅色材料的温度更高，这将导致表面冰直接升华。
在气相中，蒸汽拥有大量的动能，虽然不足以逃脱土卫八的引力束缚，但能迁移至光面一侧，在那里保持稳定状态。
从而造成了土卫八具有独特的双色结构，卡西尼探测器的光谱分析对于揭晓这一谜团具有重要意义。
图中是土星、土卫二、土卫八和土卫九。
水、热量和有机分子都存在于土卫二表面，使这颗星球成为太阳系最有可能适宜生命的地外星球之一。
5、土卫二地下海洋潜在生命。
卡西尼探测器拍摄图像显示，土卫二表面明亮光滑，事实上，它是太阳系内反射率最高的卫星。
但是表面光滑会出现裂纹，这些裂纹是冰表面的弱点。
土卫二位于土星E环中心右侧，它的存在并非巧合，而是由于土星环所形成的。
土卫二表面之下的冰物质被压缩和加热，形成了一个液态盐水亚表面海洋。
然后这些水脱离土卫二的引力束缚喷射出来，其中多数水物质形成E环。
水、热量和有机分子都存在于土卫二表面，使这颗星球成为太阳系最有可能适宜生命的地外星球之一。
目前土卫二被证实存在水，而来自土星的潮汐引力提供了必要热量。
根据太阳系其它天体的观察，土卫二可能也含有生命的原料。
以上三种迹象表明，土卫二巨大的地下海洋中可能存在着氨基酸。
土卫二表面的间歇泉可能成为寻找外星生命存在的理想目标，一艘宇宙飞船穿过间歇泉喷射羽流，能够收集喷射物质样本，很可能找到人类一直希望存在的有机物质。
因为土卫二是我们猜测最有可能潜在地外生命形式的星球，毕竟这颗星球存在孕育生命的所有元素，其重要性不容忽视。
#p#分页标题#e# 卡西尼探测器拍摄到地球和月球处于土星阴影之中。
6、“重新认识”地球。
当卡西尼探测器在太阳系旅行时，航行者号探测器首次拍摄到着名的“淡蓝色圆点”的图像，这张照片是在土星阴影之下，虽然土星环和大气层都被照亮，但能清晰看到一颗淡蓝色圆点状星球，这就是我们的地球，在淡蓝色圆点右侧是月球。
经过20年有探索历程，卡西尼探测器获得了许多重大发现，我们认为卡西尼探测器不仅对太阳系土星系统进行了深入勘测，还有助于我们更深入地观察地球。
9月15日，卡西尼探测器将最后一次进入土星大气层，也将标志着它将终结探索旅程。
卡西尼探测器将见证我们已经走了多远，以及我们是如何实现的，未来我们的探索之旅还很遥远，接下来将需要我们的共同努力。
（叶倾城）
