土衛五的(de)英語名(ming)字利(li)亞(ya)(Rhea)乃源自希(xi)臘神(shen)話中十二泰(tai)坦巨神(shen)之一瑞(rui)亞(ya)(眾神(shen)之母,希(xi)臘語:Ρ?α?)。
卡西尼稱呼了他所發現(xian)的4顆土(tu)(tu)星(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(土(tu)(tu)衛(wei)(wei)三、土(tu)(tu)衛(wei)(wei)四、土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五、土(tu)(tu)衛(wei)(wei)八)為路易(yi)之星(xing)(Sidera Lodoicea)來紀念(nian)路易(yi)十四世。而天文學家則根據習(xi)慣(guan)將它們稱乎為土(tu)(tu)衛(wei)(wei)一至土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五。在土(tu)(tu)衛(wei)(wei)一與土(tu)(tu)衛(wei)(wei)二于1789年被發現(xian)后(hou),編號延伸到土(tu)(tu)衛(wei)(wei)七(qi)。
天文(wen)學家約翰·弗里德里希·威廉·赫歇(xie)爾(威廉·赫歇(xie)爾的(de)兒子,也是土衛(wei)(wei)(wei)一與土衛(wei)(wei)(wei)二的(de)發現人(ren))后來在《好望角觀測(ce)結(jie)果》(Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope)中建議這7顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星應該以泰坦神族(zu)來命名,后來這項(xiang)建議被正式(shi)采用。
土(tu)衛五由(you)冰(bing)所構(gou)成(cheng),密度(du)約為(wei)1.233g/cm。這樣低(di)的(de)(de)密度(du)顯示(shi)它(ta)(ta)(ta)是由(you)25%的(de)(de)巖石(密度(du)3.250 g/cm)與75%的(de)(de)水冰(bing)(密度(du)1.000 g/cm)所組成(cheng)的(de)(de)。雖(sui)然(ran)土(tu)衛五是太(tai)陽系(xi)第9大衛星,不過它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)質量只能排在(zai)第10位(wei)。早(zao)期天文學家估計它(ta)(ta)(ta)擁有巖石的(de)(de)核心。然(ran)而卡西尼號近距離探測的(de)(de)結果顯示(shi)它(ta)(ta)(ta)的(de)(de)軸轉動慣(guan)量系(xi)數為(wei)0.4kg,這樣的(de)(de)數據表明(ming)土(tu)衛五的(de)(de)內部幾乎都是一樣的(de)(de)物質,因為(wei)巖質核心的(de)(de)存(cun)在(zai)會使質量慣(guan)性(xing)矩落在(zai)3.4左右。土(tu)衛五的(de)(de)三維(wei)模型(xing)也(ye)與流(liu)體靜力平衡(heng)。
土(tu)衛(wei)(wei)五(wu)(wu)的(de)特征有(you)些類似土(tu)衛(wei)(wei)四,這顯(xian)示它們可能有(you)類似組成(cheng)與(yu)歷(li)史。土(tu)衛(wei)(wei)五(wu)(wu)受到日照地區的(de)溫(wen)度(du)為(wei)開氏(shi)(shi)99度(du)(攝(she)氏(shi)(shi)?174度(du)),而陰影地區的(de)溫(wen)度(du)則介于攝(she)氏(shi)(shi)?200度(du)與(yu)攝(she)氏(shi)(shi)?220度(du)之間。
土(tu)衛(wei)五的(de)(de)表面有明顯(xian)的(de)(de)坑(keng)(keng)洞(dong)與(yu)明亮的(de)(de)細微特(te)征。它(ta)的(de)(de)表面根據坑(keng)(keng)洞(dong)密度可以被分成(cheng)2個不同的(de)(de)地(di)理區(qu)(qu)域,第一個地(di)區(qu)(qu)包(bao)括(kuo)直徑在(zai)40公(gong)理以上的(de)(de)坑(keng)(keng)洞(dong),而第二個地(di)區(qu)(qu)則(ze)相反,并位(wei)在(zai)極區(qu)(qu)與(yu)赤道(dao)地(di)區(qu)(qu)。這也顯(xian)示(shi)在(zai)土(tu)衛(wei)五形成(cheng)的(de)(de)過程中曾經發生大規模的(de)(de)重組事件。
主(zhu)要的(de)(de)半(ban)球受到(dao)嚴重的(de)(de)撞擊,并且非常明(ming)(ming)亮(liang)。就像木衛四上(shang)(shang)的(de)(de)坑(keng)洞(dong)一樣,土衛五(wu)(wu)的(de)(de)坑(keng)洞(dong)缺乏在(zai)月球與(yu)水星上(shang)(shang)可(ke)以(yi)觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)(de)明(ming)(ming)顯(xian)(xian)特征。在(zai)另一個半(ban)球上(shang)(shang)可(ke)以(yi)見(jian)到(dao)明(ming)(ming)亮(liang)的(de)(de)網(wang)絡出現在(zai)黑色的(de)(de)地表上(shang)(shang),少數坑(keng)洞(dong)也(ye)可(ke)以(yi)被辨識出來。這(zhe)些明(ming)(ming)亮(liang)的(de)(de)區域曾被認(ren)為(wei)是在(zai)土衛五(wu)(wu)早(zao)期從(cong)冰火山所噴(pen)發出來的(de)(de)物質。不過最近(jin)對于土衛四的(de)(de)觀(guan)測(ce)顯(xian)(xian)示,散布(bu)地表的(de)(de)明(ming)(ming)亮(liang)條紋其實是冰構(gou)成的(de)(de)懸(xuan)崖,于是天(tian)文學家推測(ce)土衛五(wu)(wu)上(shang)(shang)的(de)(de)條紋也(ye)是由冰組成的(de)(de)懸(xuan)崖。
卡西尼號(hao)在2006年1月17日近距離飛越土衛五(wu),并拍設(she)一系列高分(fen)辨率的照片。雖然科學(xue)分(fen)析(xi)仍然在進行中,不過這些照片顯(xian)示土衛五(wu)表面的條(tiao)紋(wen)類似土衛四的條(tiao)紋(wen)結構,其(qi)實是(shi)冰懸(xuan)崖。
美國國家航(hang)空航(hang)天局在(zai)2008年3月6日宣布土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五可(ke)能擁有(you)(you)一個稀薄的(de)(de)環帶,這也是(shi)人類首(shou)次在(zai)衛(wei)(wei)星發現環帶系統。這個環帶系統的(de)(de)存在(zai)是(shi)因為卡西尼號發現土(tu)(tu)星的(de)(de)磁(ci)場在(zai)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五附(fu)近有(you)(you)高(gao)能量(liang)的(de)(de)電子流(liu)所推論出來(lai)的(de)(de)。塵土(tu)(tu)與碎石(shi)延(yan)伸(shen)至土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五的(de)(de)希(xi)爾(er)球(qiu)區域,不過(guo)在(zai)靠(kao)近土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五的(de)(de)附(fu)近更加(jia)稠(chou)密(mi),顯示土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五可(ke)能擁有(you)(you)3條密(mi)度較(jiao)高(gao)的(de)(de)細環帶。
卡(ka)西(xi)尼(ni)(ni)號在(zai)近(jin)距離(li)(li)內拍(pai)(pai)攝(she)一(yi)些(xie)土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)的(de)(de)照片,其中(zhong)最接近(jin)的(de)(de)一(yi)張是在(zai)2005年11月26日所攝(she)的(de)(de),距離(li)(li)僅500公(gong)里。另外一(yi)次近(jin)距離(li)(li)飛越則是在(zai)2007年8月30日,距離(li)(li)為(wei)5,750公(gong)里。而在(zai)卡(ka)西(xi)尼(ni)(ni)延伸(shen)任務中(zhong)則計(ji)劃在(zai)2010年3月2日從(cong)100公(gong)里的(de)(de)距離(li)(li)掠過土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)。美(mei)國宇航局(ju)“卡(ka)西(xi)尼(ni)(ni)”號在(zai)接近(jin)土(tu)星土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)時,探(tan)測器上的(de)(de)一(yi)臺帶有靈敏紅外波段(930毫(hao)微(wei)米(mi))濾色鏡的(de)(de)窄(zhai)角(jiao)照相機利(li)用可見光(guang)拍(pai)(pai)攝(she)到土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)南極地區,拍(pai)(pai)攝(she)時土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)與“卡(ka)西(xi)尼(ni)(ni)”號之間的(de)(de)距離(li)(li)約(yue)為(wei)23.9萬千米(mi),太(tai)陽、土(tu)衛(wei)五(wu)(wu)與“卡(ka)西(xi)尼(ni)(ni)”號之間的(de)(de)角(jiao)度為(wei)56°,分辨率約(yue)為(wei)1千米(mi)每線。
與土衛五表(biao)面其余部分(fen)一(yi)樣(yang),其南極地區在(zai)(zai)幾百萬年里布(bu)滿(man)大(da)量(liang)隕(yun)(yun)石坑(keng),在(zai)(zai)這(zhe)些詳細照片上可(ke)以看(kan)出,在(zai)(zai)較巨大(da)的(de)隕(yun)(yun)石坑(keng)上布(bu)滿(man)有(you)“麻子”般的(de)小(xiao)坑(keng)。在(zai)(zai)所示(shi)照片左邊(bian),可(ke)以看(kan)到(dao)更令人感(gan)興趣的(de)溝槽,照片右上部最(zui)清晰的(de)隕(yun)(yun)石坑(keng)具(ju)有(you)橢圓形狀(zhuang),它的(de)大(da)小(xiao)為115×91千米。
“卡(ka)西尼-惠更斯(si)”號(hao)飛行是美(mei)(mei)國(guo)(guo)宇航(hang)局與(yu)歐洲航(hang)天局和意大利航(hang)天局的合作計劃,“卡(ka)西尼”號(hao)探(tan)測器(qi)的控制委(wei)托(tuo)美(mei)(mei)國(guo)(guo)加州帕薩(sa)迪納美(mei)(mei)國(guo)(guo)宇航(hang)局噴氣推進實驗室負責。
軌道半長(chang)軸(zhou):527108km
軌道離(li)心率:0.0012583
軌道周期:4.518212天
軌道傾角:0.345°(與土星的赤道相比)
衛星(xing)所(suo)屬星(xing)球:土星(xing)
大小: 1535.2 × 1525 × 1526.4 km
平均半徑(jing): 764.30 ± 1.10 km
表面積: 7 337 000平方千米
質(zhi)量: (2.306 518 ± 0.000 353)× kg (~3.9× 倍(bei)地球質(zhi)量)
平(ping)均密度: 1.233 3 ± 0.005 3 g/cm
赤道表面重力: 0.264 m/
宇(yu)宙速度: 0.635 km/s
自轉(zhuan)周(zhou)期: 4.518 212 d(同(tong)步(bu))
軸傾斜: zero
反照(zhao)率: 0.949 ± 0.003
星等: 10
美國(guo)國(guo)家宇(yu)航局(NASA)公布了一(yi)段“卡西尼”號(hao)土(tu)(tu)星(xing)(xing)探測器(qi)拍攝到的(de)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五(wu)的(de)珍貴視頻圖像。之所以說它珍貴,是(shi)(shi)因為(wei)(wei)這(zhe)段總(zong)共15秒(miao)長的(de)視頻記(ji)錄(lu)下了土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五(wu)上發生(sheng)日食的(de)全(quan)過(guo)程。這(zhe)次公布的(de)視頻總(zong)共由17幅圖像組成(cheng),拍攝于2008年(nian)8月19日。當時土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五(wu)正(zheng)在(zai)逐漸進入土(tu)(tu)星(xing)(xing)的(de)陰(yin)影區域。從視頻中(zhong)可(ke)以清楚地看到,土(tu)(tu)星(xing)(xing)在(zai)土(tu)(tu)衛(wei)(wei)五(wu)上投下的(de)陰(yin)影的(de)邊(bian)緣非常模糊(hu),這(zhe)一(yi)點與月球在(zai)地球上投下的(de)陰(yin)影存在(zai)很明顯的(de)差異。專(zhuan)家們指出,之所以會(hui)出現這(zhe)種差異,主要是(shi)(shi)因為(wei)(wei)土(tu)(tu)星(xing)(xing)是(shi)(shi)一(yi)顆(ke)氣態行(xing)星(xing)(xing),其(qi)外部邊(bian)界本身就不是(shi)(shi)非常清晰,這(zhe)導致其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)陰(yin)影也不會(hui)非常清楚。
懸在(zai)土(tu)星環前方的小衛(wei)星土(tu)衛(wei)五就像是一粒珍(zhen)珠(zhu)。去年11月初,繞軌道運行(xing)(xing)的“卡西尼”號欣賞到這一罕見(jian)的景象。照(zhao)片(pian)并非“原(yuan)版”,而是進行(xing)(xing)了旋轉。
“卡西尼”這個(ge)名字來(lai)源于意(yi)大利天文學(xue)家喬(qiao)凡尼·多美(mei)尼科·卡西尼,正是(shi)他在(zai)1672年發現(xian)了(le)土衛(wei)五。天文學(xue)家2008年宣布,土衛(wei)五可能(neng)是(shi)第(di)一顆(ke)已知擁(yong)有自身昏暗環系統的衛(wei)星(xing)。
據NASA介(jie)紹,“卡西(xi)尼(ni)”號在拍攝這段視(shi)頻時距離土(tu)衛五(wu)約有45萬公里(li),圖像的分辨率為2.7公里(li)。
其(qi)直徑(jing)為1528公(gong)里,與土(tu)星平(ping)均距離約50萬公(gong)里。到目前為止(zhi),“卡西尼(ni)”號已成(cheng)功繪制(zhi)了出(chu)了土(tu)衛五表面的(de)(de)全景圖(tu)像。有(you)(you)關該天體(ti)最有(you)(you)趣的(de)(de)發現出(chu)現在(zai)2008年夏季(ji)。當時有(you)(you)天文學(xue)家指出(chu):土(tu)衛五可(ke)能也擁(yong)有(you)(you)自己的(de)(de)光環系統。他們(men)解釋說,“卡西尼(ni)”號上的(de)(de)探測設備發現土(tu)衛五周圍環繞(rao)著大量碎片(pian),形成(cheng)一個范圍達數(shu)千公(gong)里的(de)(de)盤狀碎片(pian)帶。觀測顯示,在(zai)土(tu)衛五兩(liang)側(ce)還都存在(zai)著電子數(shu)量急劇(ju)減少的(de)(de)區域。
科(ke)學家(jia)隨(sui)后進(jin)行了大(da)量(liang)模擬計算,以(yi)確(que)定土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五是否有(you)(you)能(neng)力穩定住這樣的(de)環結構。結果表(biao)明(ming),在(zai)土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五重力場以(yi)及它(ta)繞土(tu)(tu)(tu)星(xing)的(de)軌道共同作(zuo)用下,土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五周圍的(de)環能(neng)夠長時間地穩定存(cun)在(zai)。科(ke)學家(jia)認為(wei),土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五之所以(yi)有(you)(you)環,可能(neng)是因為(wei)在(zai)遙(yao)遠的(de)過(guo)去有(you)(you)小行星(xing)或(huo)彗(hui)星(xing)與土(tu)(tu)(tu)衛(wei)五相撞,產生的(de)碎(sui)片飄散在(zai)周圍逐漸聚集成了光(guang)環。