土星卫星的新发现

    [国家航天局网讯] 8月17日，美国宇航局宣布，“卡西尼号”探测器发现了土星的两颗新卫星。这使已知的土星卫星的总数达到了33颗。

　　美国宇航局称，科学家们暂时将新发现的两颗卫星命名为“S/2004 S1”和“S/2004 S2”。相比而言，这两颗卫星的体积极小，直径分别只有3.2公里和4公里。在此之前，科学家们用天文观测和航天探测两种方式共发现了31颗土星卫星，其中最小的一颗直径也有20公里，比新发现的这两颗卫星要大得多。这一发现，令合作研制“卡西尼号”探测器的美欧科学家们特别高兴，因为赋予该探测器的主要任务之一就是研究土星卫星群，并寻找新的天体。果然它没有辜负研制者们的希望和重托。

　　即使新发现了这两颗卫星，也不能说土星的天然卫星就是这么多。土星作为太阳系仅次于木星的第二大行星，体积是地球的100多倍，巨大的引力场达到1300万公里以外，而地球的引力范围仅为93万公里。正因如此，地球只有一个卫星月亮，而土星却有众多大大小小的卫星围绕着它旋转，形成了一个相当庞大的土星系。其卫星数量也仅次于木星的61颗，位居第二。尽管这样，土星究竟有多少颗卫星，目前仍然无法准确回答。“卡西尼号”对土星的探测还有3年多的时间，说不定它还会发现新的卫星。

　　就这次新发现来说，两颗卫星比此前已知的土星卫星都小得多，这是符合天文观测和航天探测的规律的，也是人们的常识所能理解的。事实上，土星的所有已知卫星都是基本上由大到小逐步被人类发现的。对太阳系其他类木行星拥有的众多卫星的发现，也都是照此循序渐进的。在今后的时间里，人们对包括土星在内的类木行星卫星数量的增加，只会感到惊喜，而不会觉得意外。

　　土星最大的卫星是土卫六，又名泰坦，其直径为4828公里，是月球直径的1.39倍，在太阳系130颗天然卫星中，仅小于木卫三，排行老二。它于1655年最早被发现，以后陆续发现了第二颗、第三颗、第四颗……到19世纪末发现土卫九，直到1966年发现土卫十。这样，经过300多年天文观测，在航天器探测考察之前，人类认为土星卫星数量是10颗。其中以土卫十体积最小，直径为110公里。

　　从1979年开始，人类用先驱者11号、旅行者1号和旅行者2号3个航天器陆续探测土星，获得了许多新的认识。科学家们对它们发回地面的大批照片资料进行分析比较，从中不断发现新卫星，使土星的卫星数量不断变化，迅速增多。

　　先驱者11号从1979年8月16日至9月7日历时3周对土星进行了探测，首先发现了两颗新的卫星，科学家们将它们编号为土卫十一和土卫十二。初步分析确定，土卫十一的直径约在100-300公里之间，运行轨道高度为9.6万公里。土卫十二的情况尚未探明，只是证实了它确实存在。这使土星卫星的数量增加到12颗。

　　旅行者1号于1980年11月12日从距离土星12万公里处飞跃而过，对土星及其卫星作了大范围的扫描，拍摄了一万多张照片，从中发现了5颗新卫星。其中的土卫十三的直径约为250公里，运行轨道高度约7.9万公里；土卫十四的直径约为290公里，运行轨道高度约8.15万公里。其他3颗卫星的直径均较小。这使土星卫星的数量增加到17颗。

　　旅行者2号于1981年8月26日对几个有特色的土星卫星作了近距离的探测，也向地球发回一万多张照片，从中又发现了6颗新卫星。其中仅有两颗直径大于100公里。这使土星卫星的数量增加到23颗。

　　3个航天器总共发现的13颗土星卫星中，只有5颗直径超过100公里，其他7颗个儿都比较小，有的直径仅为20公里。这些环绕土星运行的天体，距离地球最近距离时也达14.27亿公里，难怪人类以前用地面巨型望远镜也看不见它们，只能靠航天器就近探测才能发现。

　　随着科学技术的进步，地面大型望远镜分辨率的提高，使用天文观测的方法发现直径为几十公里的土星卫星才成为可能。2001年7月中旬，新闻媒体报道，法国天文学家宣布新发现了土星的一些卫星，才使土星卫星的数量增加到31颗。但是，使用这种方法还不能发现直径为几公里的土星卫星。这些低一个数量级的小卫星的发现，仍然要依赖航天器的就近考察。正缘于此，科学家们才对“卡西尼号”寄予厚望。“卡西尼号”的新发现也证明了这一设想和推理的正确性。

　　“卡西尼号”探测器携有能够拍摄至少50万张土星、土星光环和土星卫星照片的照像机。它于今年6月1日在距离土星约1600万公里处飞过时，拍下了两颗不易被发现的小卫星的照片。这两颗新发现的暗淡的小卫星，位于土卫一轨道高度18.6万公里和土卫二轨道高度23.8万公里之间的轨道上围绕土星运转。“S/2004 S1”的轨道高为19.31万公里，“S/2004 S2”轨道高度为21.08万公里。在土星卫星中，这两个轨道高度还算是离土星比较近的。因为就处于土卫二外侧的几颗大卫星来说，由土卫三至土卫九，其轨道高度依次递增，最远的土卫九的长半径竟达1293万公里。

　　土卫一和土卫二于1789年被英国著名天文学家F.W.赫歇耳所发现，其直径分别为340公里和500公里。虽然它们的直径要比刚发现的两颗土星卫星的直径高出两个数量级，但在18世纪下叶必须用当时最先进的望远镜才能观测到。它们都是在近于圆形的轨道上自西向东环绕土星运行，均属于规则卫星。位于它们之间的“S/2004 S1”和“S/2004 S2”显得非常渺小。

　　作为专门研究土星的航天器“卡西尼号”，虽然接近土星时间不长，今年7月1日才开始环绕土星运行，但它已在发现土星新卫星、揭示土卫九的身世、破解土卫八“阴阳脸”之谜、探测土星光环结构、拍摄土星新的辐射带等方面，取得了可喜的成果。目前，“卡西尼号”运行情况良好，研制者们相信，在今后长时间的对土星及其光环和卫星的考察过程中，它还会探测到更多的未知情况，提供大量宝贵信息，传回令人振奋的新收获，有效地帮助人类深化对土星的认识。

　　从利用“卡西尼号”探测土星所取得的新发现来看，发射航天器飞赴遥远的天体，对其开展考察活动，无疑等于把人类的视力延伸到了原来不可企及的空间进行观察分析。而谁都知道，科学研究恰恰起始于观察分析。由此不难看出，发展航天事业，加强深空探测技术研究，对推动科技进步的重大意义。（尹怀勤）