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土星系（合成照片）

土星的衛星（合成照片）

新月時位於土星環之後的土衛六。右下小缺口為較小衛星土衛二。上方為北。

土星擁有62顆^[1]已確定軌道的天然衛星，其中52顆已命名，大部分體積都很小。另外還有幾百顆已知的“小衛星”（Moonlets），位於土星環內。有7顆衛星的質量足夠大，其重力使其坍縮成近球體形狀（因此若它們是直接環繞太陽公轉，則會歸為矮行星）。土星不但擁有複雜的環系統，其衛星系統也是太陽系中最多種多樣的。特別值得一提的有土衛六，它是太陽系第二大衛星，而且有著類似於地球的大氣層、液態碳氫化合物的湖泊、河流和降雨；另有土衛二，其南極地區底下很可能有液態水。

土星衛星之中有23顆為“規則衛星”，其順行的軌道和土星赤道平面的傾斜度並不高。當中有7顆大衛星、4顆與較大衛星共有軌道的特洛依衛星和一對共軌衛星。最後，兩顆衛星的軌道是在土星環縫中。這些規則衛星都以泰坦巨人族或其他與農神薩圖爾努斯相關的神祇之名來命名。

其餘的38顆較小衛星均為“不規則衛星”，其軌道距離土星更遠，軌道傾角更高，包括順行及逆行衛星。它們很可能是引力捕捉來的微型行星，或是微型行星分裂後的殘餘物，形成各個撞擊衛星群。這些不規則衛星根據軌道特性分爲：因紐特衛星群、諾爾斯衛星群、高盧衛星群，其名稱選自相關神話。

土星環由冰體組成，體積從顯微鏡程度到幾百米不等，各自有著自己圍繞土星的軌道。土星並沒有一個確切的衛星數目，因爲在組成環系統的小物體和被標誌為衛星的大物體之間並沒有明確的界限標準。根據量度對鄰近物質的干擾，至少有150顆位於環以內的“小衛星”被發現，但人們相信這只是總數的一小部分。

確認的衛星會由國際天文聯會賦予永久命名，包括名稱和羅馬數字。1900年之前發現的9顆衛星（土衛九是唯一一顆不規則衛星）以其距離土星的距離編號，而其餘的以其得到永久命名的順序編號。

特性

土星衛星的相對質量（土衛一和其他比土衛二小的衛星在此圖未能顯示出來。

土星的衛星系統有一邊倒的情況：土衛六佔繞土星物質總質量的百分之96。6顆近球體衛星佔百分之4，其餘54顆加土星環只佔百分之0.01。

許多土星衛星，如土衛十八及土衛三十五，軌道位於土星環系統內，公轉周期僅比土星自轉周期略長一點。然而一些最遠的不規則衛星，特別是諾爾斯衛星群，軌道半徑數百萬英里，公轉周期長達幾年。諾爾斯群衛星的軌道甚至幾乎垂直於土星的赤道。高盧衛星群和因紐特衛星群的軌道傾角為30至50度不等。最靠近土星的衛星和多數規則衛星的軌道傾角則只有不到一度至約1.5度。土衛八例外，其軌道傾角為7.57度。

發現

天文攝影術出現之前，8顆土星衛星純粹由直接天文望遠鏡觀測發現。最大的衛星土衛六，由克里斯蒂安·惠更斯於1655年發現。土衛三、土衛四、土衛五和土衛八（路易之星）在1671年至1684年間由喬凡尼·多美尼科·卡西尼發現。威廉·赫歇爾於1789年發現了土衛一和土衛二。土衛七於1848年由威廉·邦德、喬治·邦德和威廉·拉塞爾發現。

長時間曝光底片的使用使更多的衛星被發現。土衛九於1966年由威廉·亨利·皮克林首次用這種方法發現。同年，土衛十和土衛十一被觀測到，但未被確認，也沒人發現其實是一對共軌衛星。

太空船的發現

這幅由卡西尼-惠更斯號拍攝的照片中可以看到4顆衛星：最大的土衛六、下方的土衛四、較小的土衛十六和最小的土衛十三

自從使用了無人太空探測器，人們對外行星的研究發生了巨大的根本性變化。航海家號於1980年到達土星，發現了7顆新衛星，使總數達到17顆。土衛十一被肯定和土衛十是兩顆不同的衛星。1990年，土衛十八在航海家號的存檔照片中被發現。

卡西尼-惠更斯號於2004年夏到達土星，發現了在土星系內圈的3顆小衛星（土衛三十三、土衛三十四、土衛三十五）和位於F環內的3顆未確認的衛星。2004年11月16日，卡西尼號科學家公佈了土星環的結構，表示環內存在更多的衛星，但只有土衛三十五被證實觀測到（2005年5月6日確認）。^[2]2007年7月18日，土衛四十九的發現被公佈。2008年3月6日，相關人員公佈卡西尼號觀測到土衛五旁土星磁圈中高能電子的削減，可能是土衛五擁有一個稀疏環系統的證據。^[3]2009年3月3日，G環內的一顆小衛星Aegaeon被公佈。

地面的發現

對土星衛星的研究也隨著望遠鏡的進步而越來越方便。整個20世紀，土衛九是唯一一顆已知的不規則衛星。2000年起，人們使用地面天文望遠鏡發現了30多顆衛星。2000年末開始的一項全面研究發現了13顆新衛星(—包括2003年發現的土衛三十一)，它們繞土星的軌道十分遙遠，顯示它們是土星引力捕獲的較大物體的碎片。2005年5月3日，毛納基山天文台的天文學家們公佈了12顆小型外圈衛星。^[4][5]2006年6月30日，天文學家們公佈了他們使用昴星團望遠鏡發現的9顆小型外圈衛星。^[6]2007年4月13日，土衛五十二被公佈。2007年5月1日，S/2007 S 2和S/2007 S 3被公佈。

命名備註

有些小行星和土星的衛星有著相同的名稱：小行星55（Pandora）、小行星106（Dione）、小行星577（Rhea）、小行星1809（Prometheus）、小行星1810（Epimetheus）和小行星4450（Pan）。

衛星群

界限可能很含糊，土星的衛星被分作10群。

内轨光环和小型规则卫星

A環及F環小衛星

2006年，4顆“小衛星”在卡西尼號拍攝的照片中被找到。^[7]兩顆較大的衛星在之前已被發現，位於A環內：土衛十三和土衛三十五。它們足夠大，能清除土星環的物質，形成環縫。對比之下，“小衛星”只能夠清除極爲接近的部分物質，形成不完全的環縫。這條尾隨小衛星的痕跡形似飛機螺旋槳，橫跨約只有10公里。^[8]這些小衛星體積很小，直徑40至500米不等，以致不能被直接觀測得到。2007年，150顆小衛星被發現，顯示小衛星的軌道是受限於3條細帶上（各寬1000米，不到土星環寬度的百分之一），全位於A環內，距離土星中心約130,000公里，免受強密度波的干擾，除了兩顆在恩克環縫外的小衛星之外。（然而，其他不受密度波干擾的A環區域卻明顯不存在小衛星。）這顯示它們是大物體碎裂后的碎片。經估計，A環擁有幾千個類似的碎片。^[9][10]

相信F環有類似的小衛星。有可能鄰近衛星土衛十六造成了這些小衛星和F環核心的撞擊，並因此形成“噴射”出的物質。F環小衛星中最大的一顆可能是待確認的S/2004 S 6。 F 環還包含瞬態的扇形，被認為是直徑大約1 公里，軌道接近 F 環核心，更小的小衛星所導致的^[11]。

牧羊人衛星

牧羊人衛星是行星環以外或以內公轉的衛星。它們有爲環塑形的作用：修齊邊緣，並製造出環縫。土星的牧羊人衛星有：土衛十八、土衛三十五、土衛十五、土衛十六、土衛十七、土衛五十三和未確認的S/2004 S 4、S/2004 S 6和S/2004 S 3。

共軌衛星

土衛十和土衛十一是一對共軌衛星。它們體積相當，軌道直徑相差只有幾公里。若兩者企圖掠過對方，其接近程度足以使兩者相撞。然而，它們並沒有相撞，而是因引力而每四年一次交換軌道。

土衛五十三及G環

大卫星区域

土星系大卫星未能彻底清除轨道区域，这是太阳系各个卫星系中唯一的：E环弥散在大卫星区域内， 阿尔库俄尼得斯卫星群和土卫七穿行其间，两对特洛依衛星与大卫星共轨，等等。其它卫星系总是大卫星独占中段轨道，规则小卫星和光环在内圈，不规则小卫星在外围，彻底分开。

內部大衛星及阿尔库俄尼得斯卫星群

最靠近土星的大衛星的軌道位於E環以內。它們包括：

• E环


• 
  土衛一：赫歇爾隕石坑是其直徑的三分之一，做出“死星”般的外形。土衛一有著顯著的橢球形，南北直徑較赤道直徑短，這是由於土星的引力效應。它是內部大衛星中最輕的一顆，但其引力已足以偏離土衛三十二的軌道。土衛一並沒有已知的地質活動。

• 
  阿尔库俄尼得斯卫星群：這三顆衛星運行於土衛一和土衛二之間：土衛三十二、土衛四十九和土衛三十三。它們是土星系中最小的衛星之一。土衛三十二和土衛四十九都擁有很暗淡的光弧。土衛三十三的軌道裏也發現了一個很暗的環。^[12]
  

• 
  土衛二是土星內圈衛星中地質活動最激烈的一顆。其南極充滿了一條條的裂痕，稱爲“虎斑”，部分虎斑射出物質，填充E環。它是如今還有地質活動的太陽系天體中最小的一顆，並在南極地區表面下可能存在著液態水。


• 
  土衛三是內圈衛星中第三大的。其最突出的地形便是一個名為奧地修斯的大隕石坑，和一個名為伊薩卡的大型峽谷系統。土衛三現在無任何地質活動。


• 
  土衛四是內圈衛星中第二大的。其密度比最大的內圈衛星土衛五要高。土衛四表面覆蓋著一條條亮裂痕。它可能有地質活動，但其規模會比土衛二上的冰凍火山要小得多。

• 
  特洛依衛星：特洛依衛星是土星系特有的。它們在大許多的天體的拉格朗日點上運行，如一顆大衛星或行星。土衛三有兩顆特洛依衛星：土衛十三和土衛十四；土衛四也有兩顆：土衛十二、土衛三十四。土衛十二是已知最大的特洛依衛星，而土衛三十四有著最不規則的軌道。

• 
  土衛五是土星內圈衛星中最大的。雖然它並沒有已知的地質活動，但是它很可能有著一個昏暗的環系統。卡西尼號於2005年掠過的時候，曾在土衛五的希爾球旁探測到電子削減，這可能是因爲那裏存在著灰塵大小的物質顆粒。土衛五的環系統幾乎不可觀測，但其密度已足夠偏離受土星磁場影響的電子。若此，它將是太陽系中唯一一顆已知擁有環系統的衛星。土衛五的表面佈滿了撞擊坑，還有幾條大型土衛四型裂痕，和赤道上可能由稀薄的環造成的暗線。它擁有一個與大的隕石坑，比周邊地區要光亮，並可能是土星內圈衛星中觀測到的最年輕的隕石坑。

外圈大衛星

以下衛星運行於E環以外：

• 
  土衛六：直徑5150公里，是太陽系中第二大的衛星。太陽系所有大型衛星之中，它是唯一一顆擁有稠密大氣層的。它也是唯一在表面有大量液體的衛星，其甲烷以液態方式存於北極和南極地區的湖內。土衛六也可能有弱磁場。像木衛二和木衛三般，它也相信存在著地底甲烷和水混合的海洋。土衛六的非同步軌道（不是時時刻刻以同一面向著主星）可以解釋其地底海洋。


• 
  土衛七是土衛六最鄰近的衛星。它小於土衛一，是已知最大的非球體天體之一。土衛七有著怪異的像海綿和褐色表面。它也是唯一有不規則自轉的衛星，這表示它沒有固定的極點或赤道。


• 
  土衛八是土星衛星中第三大的。它是距離土星较遠、軌道傾角最高的大衛星，軌道半徑為3,561,300公里，傾角7.5度。土衛八一直以其“陰陽臉”聞名，其前導半球烏黑，後隨半球幾乎白如冰雪。近30年人們才發現，一個名“赤道脊”的大型山脈正落於較黑區域內，幾乎跨越整條赤道。有別於其他大衛星，土衛八運行於土星的磁場外，因此暴露在太陽風中。儘管2007年9月卡西尼號與其距離極近，但其陰陽臉的成因仍然成迷。卡西尼號不被允許在春秋分或冬夏至任務時接近土衛八。

外轨不規則衛星

土星的不規則衛星

不規則衛星是經行星引力捕獲的小衛星，擁有大半徑、高傾角的軌道，有些逆行公轉。它們常被歸於撞擊群內。目前土星最大的不規則衛星是土衛九，它的數據也是當中最詳盡的。

因紐特衛星群

因紐特衛星群包括5顆順行外圈衛星，有著接近的軌道半徑和傾角，能被歸為一群。成員為：土衛二十二、土衛二十四、土衛二十、土衛二十九和土衛五十二。

諾爾斯衛星群

諾爾斯衛星群包括29顆逆行外圈衛星，與土星距離相當，可被歸為一群。成員為：土衛三十六、土衛三十八、土衛三十九、土衛四十、土衛四十一、土衛四十二、土衛五十一、土衛四十三、土衛四十四、土衛五十、土衛四十五、土衛四十六、土衛二十五、土衛三十一、土衛九、土衛二十七、土衛四十七、土衛四十八、土衛二十三、土衛三十、土衛十九、S/2004 S 7、S/2004 S 12、S/2004 S 13, S/2004 S 17、S/2006 S 1、S/2006 S 3、S/2007 S 2和S/2007 S 3。

高盧衛星群

高盧衛星群包括4顆順行外圈衛星，軌道半徑和傾角接近，能被歸為一群。成員為：土衛二十六、土衛三十七、土衛二十八和土衛二十一。

右圖顯示土星已發現的不規則衛星的軌道。軌道離心率由線段表示，左端為近心點，右端為遠心點，軌道傾角為縱軸。橫軸之上的為順行衛星，之下的為逆行衛星。橫軸數字單位為億米（百萬公里），表示希爾球（引力影響範圍）半徑（土星約為65億米）。順行：因紐特衛星群和高盧衛星群；逆行：諾爾斯衛星群，兩群清晰可見（從上至下）。

備註：已命名衛星標以黃色，未命名衛星S/2004 Sxx（2005和2006年公佈）標以白色S/2006 Sxx標以灰色。

列表

以下為土星衛星列表，默認以軌道順序排列。質量足夠大而能坍縮成近球體的衛星以粗體列出。捕捉來的不規則衛星（於土衛八以外），順行的底色為淺灰，逆行的則為深灰。

未確認衛星

以下天體（由卡西尼號觀測到）仍未被正式確認。人們還不清楚它們究竟是真的衛星還是F環中的大塊聚集成堆的物質。

理論衛星

以下兩顆衛星由兩位天文學家分別聲稱發現，但之後從未被觀測到。兩者都被稱運行於土衛六和土衛七之間，因此有可能它們是同一個物體，而更可能的是，兩者根本事實並不存在。

• 
  Chiron據稱於1861年由赫爾曼·邁爾·薩洛蒙·戈爾德施密特觀測到，但無人再次找到這顆衛星。^[23]
  


• 
  Themis據稱於1905年由威廉·亨利·皮克林觀測到，但無人再次找到這顆衛星。直到1960年代，此星仍被列入衆多年鑒和天文學書籍中。^[24]
  

參見

• 各大行星的衛星：地球、火星、木星、天王星、海王星
  


• 衛星發現時間列表


• 衛星命名

備註

1. 
   ^ 順序：衛星距離土星平均距離的順序。
   


2. 
   ^ 編號：依發現順序排列的編號
   


3. 
   ^ 直徑及尺寸取自Thomas, 2006^[13]、Porco, 2005 ^[14]和Porco, 2006。^[15]
   


4. 
   ^ 直徑非單一數字的衛星，如“60×40×34”，表示該衛星並非正球體。
   


5. 
   ^ 大衛星的質量取自Jacobson, 2006。^[16]小內圈衛星的質量取自Porco, 2007。^[17]其他小衛星的質量以假設密度1.3 g/cm³算出。除非另有註明，所列出之質量均不設誤差範圍。
   


6. 
   ^ ^6.06.16.26.3 軌道數據取自Spitale, et al. 2006^[18]、IAU-MPC Natural Satellites Ephemeris Service^[19]和NASA/NSSDC。^[20]
   


7. 
   ^ 周期為負數的衛星是逆行衛星。
   


8. 
   ^ 相對土星的赤道
   


9. 
   ^ S/2004 S4很可能是尾隨的塵粒堆，自從第一次以後從未再觀測得到。
   

參考資料

^{[15][18][21][16][17]}

外部連結

维基共享资源中相关的多媒体资源：土星的卫星

• 
  Saturn's Rings by NASA's Solar System Exploration
  


• 
  Saturn's Moons Astronomy Cast episode #61, includes full transcript.


• Carolyn Porco: Fly me to the moons of Saturn

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查 论 编 太阳系 太阳 • 太阳圈 行星 水星 金星 地球 月球 火星 火卫 木星 木衛 木星环 土星 土卫 土星环 天王星 天卫 天王星环 海王星 海卫 海王星环 矮行星 谷神星 冥王星 冥卫 妊神星 妊卫 鸟神星 鳥卫一 阋神星 阋卫一 太阳系 小天体 小行星 （微型行星） 小行星族 祝融型小行星 近地小行星 主小行星带 木星特洛伊 半人马小行星 海王星特洛伊 小行星卫星 流星体 智神星 婚神星 灶神星 健神星 另见：小行星列表。 海王星 外天体 柯伊伯带 冥族小天体 亡神星 小行星28978 QB1天体 小行星55637 小行星20000 小行星15760 小行星55636 创神星 雨神星 小行星55565 离散盘 小行星84522 2004 XR190 小行星90377 彗星 周期彗星和非周期彗星 达摩克型小行星 希尔斯云 奥尔特云 另见：太阳系的形成与演化、太阳系天体发现时间列表、轨道列表和大小列表、太陽系的假設天體列表，以及太阳系主题