卡西尼镜头下的土星系统 不容错过的震撼美景

【导读】卡西尼已经永远离开，再也不会为我们传来精美的照片。让我们再欣赏一下卡西尼曾拍摄的美丽照片。

1997年，美国宇航局的“卡西尼”号土星探测器离开地球，经过7年的长途跋涉，于2004年进入土星轨道。13年来，“卡西尼”号借助一系列光谱仪、磁力计、雷达和成像设备收集数据。这些数据是科学家的宝贵财富，有助于他们加深对土星系统的认知。“卡西尼”号向地球传回了大量照片，为我们呈现壮丽而绚烂的景象。在感受奇异景象的同时，这些照片帮助科学进一步了解土星及其卫星和星环。

地球也来蹭热度

2013年7月19日，“卡西尼”号拍下了这幅土星靓照，箭头所指的淡蓝小点就是我们的地球。此时，地球距土星14.4亿公里。迄今为止，从外太阳系拍摄的照片中，地球只露过3次脸，这幅照片便是最后一次。此外，这也是我们第一次事前就知道地球会在照片中出现。也许，拍照时你正好仰望天空，对着“卡西尼”号的镜头露出笑脸。虽然照片上看不到你的微笑，但你至少参与了太空探索史上的这个美妙时刻。

土星北半球

土星与太阳之间的距离以及公转一周所需时间，都远远超过地球。土星的1年相当于地球的30年，一个季节的跨度超过7年。执行任务期间，“卡西尼”号对土星的季节交替进行了观察。这幅照片拍摄于2016年，北半球处在夏季，南半球处在冬季。季节交替影响土星的天气，“卡西尼”号对此进行了细致观测。

星环和土卫三

土卫三“特提斯”的个头排名第五，岩石少得可怜，几乎完成由冰构成。由于这种独特构造，它的反射性极高，看上去闪闪发光。在这幅照片中，土卫三并非被太阳点亮，而是土星反照或者说土星反射的阳光。“卡西尼”号获取了土卫三地表特征的大量信息，包括微小尺度下的颜色，以及未在其它地方发现的物质。

六边形云团

与太阳系的其它任何地方不同，土星北极存在一个巨大的永久性云型，形状呈六边形。这个云团长1.38万公里，超过地球直径。在“卡西尼”号任务的上半段，六边形云团所在地区处在冬季，笼罩在阴影中。随着季节交替，它逐渐显出原形，允许“卡西尼”号进行细致观测，进而发现一些有趣的变化。2012年至2017年，六边形云团改变颜色，从蓝色变成金黄色。美国宇航局的科学家认为这可能由阳光与大气颗粒发生反应所致。

土卫二喷流

“卡西尼”号上演了不可思议的发现，在土卫二“恩克多拉斯”和土卫六“泰坦”发现液态水。更有趣的是，它还发现了土卫二的喷流。2005年，“卡西尼”号对这颗多冰卫星进行观测时上演这一发现。喷流是水蒸汽和冰颗粒形成的间歇泉，从土卫二地壳下方的一个液态海洋喷涌而出。“卡西尼”号穿过喷流并进行测算，最后发现了氢分子。这些发现意味着土卫二是搜寻外形生物的理想所在。科学家认为土卫二可能存在热液喷口。在漆黑一片的地球洋底，热液喷口周围有生命活动。

彩虹色土卫六

土卫六“泰坦”经常被薄雾笼罩。借助红外观测设备，“卡西尼”号拍摄了大量照片并将它们组合在一起，以揭示“泰坦”的地表细节。虽然看上去好似一颗猫眼石，但这并非“泰坦”的真实颜色，褐色和橙色才是它的本来面部。图像中的颜色代表不同的近红外波长。

土星炫酷照

由于地球处在土星和太阳之间，我们永远无法借助望远镜看到土星的阴面，唯一的方式就是派遣飞船。这幅照片不仅为我们呈现了惊人的景象，同时也提供了大量宝贵信息。当土星及其星环从背后照亮时，科学家能够看到从另一侧无法捕捉的星环细节。此外，他们还发现了此前未曾见到的颜色差异。在2006年的观测中，“卡西尼”号发现两个此前未知的新星环——土卫十/土卫十一星环和土卫三十三星环。

卫星“开会”

目前得到证实的土星卫星共有53颗，这幅照片出现了5颗。从左至右分别是土卫十“雅努斯”（A环外）、个头很小的土卫十七“潘多拉”（A环和F环之间）、明亮而多冰的土卫二“恩克多拉斯”、部分被遮住的土卫一“米玛斯”、处在前景的土卫五“利亚”。“利亚”是第二大土星卫星。

“月牙”三重奏

这幅照片带有一点科幻色彩，3颗土星卫星幻化成“月牙”形成令人难忘的景象，分别是土卫六“泰坦”、土卫五“利亚”和土卫一“米玛斯”。“泰坦”是第一大土星卫星，因朦胧的大气层，看上去有些模糊。“利亚”是第二大土星卫星，地表多冰，外观与“泰坦”形成鲜明对比。“米玛斯”个头很小，表面布满陨坑，显得非常粗糙。

“伪日食”奇观

土星环与两颗卫星同框，处在前景的是土卫二“恩克多拉斯”，处在背景的是土卫六“泰坦”。此时的“泰坦”被身后的太阳照亮。由于“泰坦”的朦胧大气层，阳光发生折射，形成好似日食的景象。

“玫瑰”风暴

土星北极的永久性风暴，犹如一朵惊艳的玫瑰花。“玫瑰风暴”的风眼宽2000公里，云速可达到每秒150米。对于这个风暴，科学家一直知之甚少，直至“卡西尼”号任务期间经历季节变化，北极最终被阳光普照。这幅伪色照片摄于2012年11月27日，是“卡西尼”号拍摄的首批土星北极照片之一。红色为低纬度云层，绿色为高纬度云层。

海绵卫星

2005年，“卡西尼”号近距离掠过土卫七“许珀里翁”，捕捉这颗形状不规则卫星的身影，同时获取怪异地表的细节特征。土卫七的地表好似海绵，原因仍是不解之谜。科学家认为土卫七的密度太小，表面重力较弱，或许就是“海绵脸”的原因所在。这两个特征意味着撞击产生的颗粒往往不在附近逗留，不会给土卫七披上一件外衣，因此得以让撞击坑保留原有形状。

土卫三十五“乘风破浪”

土星有多颗卫星环绕星环边缘运行，进而对星环产生影响。这种卫星被称之为“牧羊犬卫星”，“卡西尼”号发现的土卫三十五“达佛涅斯”便是其中之一。土卫三十五个头不大，在42公里宽的A环基勒环缝内摇摇晃晃地饶轨运行。它与土星之间的距离不断变化，最大幅度可达到9公里，移动时“上蹿下跳”，幅度在17公里左右。由于这种移动方式加之自身引力拉扯星环边缘，它在基勒环缝形成一条波浪——既有水平方向，也有垂直方向。

土星极光

地球并不是唯一一颗上演极光秀的行星。2010年，“卡西尼”号拍下了这幅土星南极照，允许科学家第一次对土星极光进行研究。科学家发现土星极光的形成方式与地球极光类似——土星的磁气圈将太阳风中的粒子导入极地地区，粒子与上层大气层的等离子体发生交互作用，进而形成绚烂的极光。在此过程中，土星的卫星也扮演角色，在穿过土星磁气圈时形成电磁波。

星环特写

土星星环的边缘并不平滑。照片展示了B环的边缘，里面的某些结构高达2.5公里，形成针状阴影。这些独特结构究竟由何种因素所致，科学家尚不十分清楚。他们认为小卫星穿过星环边缘，形成“飞溅效应”，迫使星环向上移动。在A环基勒环缝，土卫三十五“达佛涅斯”的尾迹中，科学家发现了类似结构。这种现象只有在春秋分时可见，每15年一次。这是因为此时的太阳直接照射土星赤道，让这些结构的阴影拉伸，从而让它们现出原形。