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卫八

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卫八(Iapetus)
Iapetus
卡西あまごうはく摄的卫八的照片镶嵌图,显示りょう于逆轨道方向ほうこう球面きゅうめんてきあかりめん以及邻接于其みぎ侧的部分ぶぶんくらめん
发现
發現はつげんしゃ乔瓦あま·うめ·卡西あま
發現はつげんOctober 25, 1671
へんごう
其它名稱めいしょうSaturn VIII
形容詞けいようしIapetian, Japetian
軌道きどうさんすう
はんちょうじく3 560 820 km
はなれしんりつ0.028 612 5 [1]
軌道きどうしゅう79.321 5 d
軌道きどうかたぶけかく
  • 17.28° (to the ecliptic)
  • 15.47° (to Saturn's equator)
  • 8.13° (to )[2]
隸屬れいぞく天体てんたい土星どせい
物理ぶつり特徵とくちょう
大小だいしょう1,492.0×1,492.0×1,424 km [3]
平均へいきん半徑はんけい734.5 ± 2.8 km [3]
表面積ひょうめんせき6 700 000 km²
質量しつりょう(1.805 635 ± 0.000 375)×1021 kg [4]
平均へいきん密度みつど1.088 ± 0.013 g/cm³ [3]
表面ひょうめん重力じゅうりょく0.224 m/s²
0.573 km/s
自轉じてんしゅう79.321 5 d
(どう)
てんじくかたぶけかくzero
反照はんしょうりつ0.05–0.5[5]
溫度おんど90–130 K
ほしとう10.2–11.9[6]

卫八またたたえためおもね珀托斯」(IapetusあるJapetus[7]まれ腊语:Ιαπετός),土星どせいてきだい3だい卫星,どう时也ふとし阳系なかてきだい11だい卫星,[8]ゆかり乔瓦あま·うめ·卡西あま于1671ねん发现。卫八以其两半球面巨大的颜色差异而著称,而卡西にしあまごう最近さいきんてき发现则揭示けいじりょう该卫ぼし其他处不寻常てきとくせい,如其拥有一个环绕球体半圈的赤道あかみち

发现

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1671ねん10がつ,乔凡あま·多美たみあま·卡西あまざい土星どせいてき西にし侧发现了卫八。1672年初ねんしょ卡西あままた试图从土ぼし东侧观测这颗卫星,ただしぼつゆう成功せいこう。其后这种じょう况又さいつぎ现:卡西あまぶん别于1672ねん12月1673ねん2がつまた观测到りょう卫八——ひとしへだたりょう两周きさき于土ぼし西にし侧观测到てきただしざい这两しゅうてき间隔ちゅう间期ない却仍しか无法ざい土星どせいてき东侧观测到这颗卫星。さい终于1705ねん,卡西あま使用しようあらため进后てきもち远镜ざい土星どせい东侧观测到りょう卫八,发现此时这颗卫星てき视星とうくだていりょう两等。[9][10]

卡西あま对此做出りょうせい确的推断すいだんそく卫八拥有一个较亮的半球面和一个较暗的半球面,どう时这颗卫ぼし处于潮汐ちょうせき锁定じょう态,总是保持ほじ同一どういつ面面めんめんこう土星どせいしょ以从地球ちきゅうじょう观测,ざい土星どせい西にし侧观测到てき总是卫八较亮てきいちめん,而在另一侧观测到的总是较暗的一面。きさきらい卫八的较暗半球即被命名为“卡西あま”。

命名めいめい

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卫八(おもね珀托斯)以まれ腊神话なかてきやすしひろし巨人きょじんおもね珀托斯命名めいめい

卫八连同其他三颗土星卫星(ぶん别为:卫三、卫四卫五)其发现者卡西あま命名めいめい为“みちえきほし”(Sidera Lodoicea),以纪ねんとう时的ほうこく国王こくおうみちえきじゅうよん过天文学ぶんがく仍然遵循习惯はた命名めいめい为土卫五;1789ねんまた发现りょう卫一卫二土星どせい卫星家族かぞくずい扩大,おもね珀托斯也えきめい为土卫七,ざい1848ねんうみはくやす发现きさきまた改名かいめい为土卫八。

而土卫八的另外一个仍见使用的名称Japetus则是ゆかり约翰·赫歇尔于其1847ねん出版しゅっぱんてきざい好望こうぼうかく天文てんもん观测てき结果ちゅう提出ていしゅつ[7]ざい该书ちゅう,赫歇尔提议土星どせいてき卫星ひとし以泰ひろし巨人きょじんかつらく诺斯てき兄弟きょうだいあねいもうとてき名字みょうじ命名めいめいいん为克らく诺斯そく相当そうとう罗马しんなかてき农神萨图尔努斯——土星どせいそく以他てき名字みょうじ命名めいめい。其形容けいよう词格为IapetianあるJapetian。

卫八上的地质特征均以ほうこくふみ罗兰うたちゅうてき人物じんぶつ地点ちてん命名めいめい(如查理大帝たいてい撞擊あな卫八てきあかりあきら地区ちく——たかしふさが斯瓦れつ斯高)。ただ一的例外是该卫星的阴暗区域——卡西あま以该地区ちくてき发现しゃ乔凡あま·卡西あまめい命名めいめいてき

物理ぶつり特性とくせい

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卫八てき密度みつど较低,这表明ひょうめい可能かのうよし冰和少量しょうりょう(约20%)てき岩石がんせき成分せいぶん构成。[11]

不同ふどう于大部分ぶぶんてき卫星,卫八的整体外形并非球形或椭球形,它的赤道せきどう部分ぶぶんとつ,而两极地区ちく凹陷;[12]どう时其赤道せきどう地区ちく独特どくとくてきやま脊高惊人,甚至ざい远处观测のう发现这种地形ちけいあらため变了这颗卫星てき形状けいじょう。这些とくせい使とく卫八看起来更像核桃形的。

卫八曾经遭受过猛烈的陨石轰击,卡西あまごうざい其暗めん发现りょうすう个大规模てき陨石あな,其中いたりしょうゆう5个直径ちょっけいちょう过了350公里くり卫八最大的陨石坑是とくきち斯撞げきあな直径ちょっけい达580公里くり[13]它的あなじゅうふん陡峭,其中てき部分ぶぶんやまがけだか达15公里くり[14]

卫八表面的合成图像地图

明暗めいあん

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17せい纪时,卡西あま发现ただのうざい土星どせいてき西にし侧观测到卫八,而从らい无法ざい东侧观测到这颗卫星。じゅん确的推断すいだん出土しゅつど卫八是围绕土星公转的どう卫星,どう时它てき一面要比另一面暗得多。きさきらい这个推断すいだんさら大型おおがたてきもち远镜しょ证实。

たかしふさが斯瓦れつ斯高

卫八两个半球亮度的差别是巨大的。其同轨道方向ほうこうてきいちめん较暗(反照はんしょうりつ为0.03-0.05),りゃく带红棕色;另一面的大部分则较为明亮(反照はんしょうりつ为0.5-0.6,接近せっきん卫二)。所以ゆえんぎゃく轨道方向ほうこう一面的星等达到了10.2とう;而同轨道方向ほうこう一面的星等大约为11.9とう——ちょうりょう17せい纪最このみてきもち远镜てきべん别范围。卫八的这种明暗表面类似于道教どうきょうなかてきふとし极图以及网球てき表面ひょうめん。其暗めん命名めいめい为卡西にしあまあかりめん命名めいめい为隆ふさが斯瓦れつ斯高。构成くらめんてき最初さいしょ表面ひょうめんぶつ质被认为可能かのう于土卫八そと,而如こん其表めんぶつ质则よし温暖おんだん地区ちく冰升华之きさき残留ざんりゅうてきくず构成,其中包含ほうがん类似于在原始げんし陨石彗星すいせい表面ひょうめんしょ发现てきゆうつくえぶつ。从地球ちきゅうじょう进行てき观测表明ひょうめい卫八上含有较丰富的元素げんそ,其间可能かのう存在そんざい氰化氢聚合ぶつこれ类的氰基化合かごうぶつ

2007ねん9がつ10日とおか卡西あまごう从距离1640公里くり处飞かすめ过土卫八,发现该卫ぼしてき明暗めいあん两面遭受りょう猛烈もうれつてき轰击。它还发现构成卡西あま和隆かずたかふさが斯瓦れつ斯高间过わたり区域くいきてき分散ぶんさんてき明暗めいあんしょく块面积很しょう,甚至しょう于卡西にしあまごうしょはくあきらへんてき最高さいこうてき30めーとるぶんべんりつ卫八上的低洼地形都为暗色物质所填充,陨石あなてき隆起りゅうきあな坡上则覆盖着あきら色物いろもの质。[15]从卡西にしあまごうてきかみなり达成ぞう图和很小てき流星りゅうせいそくのうざいくつがえ盖层したてき冰层ちゅう形成けいせい撞击あなてきじょう推断すいだん,这层覆盖物质很うすざいぼう地区ちくただ有数ゆうすうじゅうりんよねあつし[16] [17]

みなみ地区ちくてきとくうつし镜头

美国びくに航空こうくうこうてんきょくてき科学かがく们相しん暗色あんしょくぶつ质是卫八表面冰体升华之后残留下来的粗屑,[17]并由于暴露ばくろざい阳光ちゅう而进いち变黑。卫八てき转周长达79个地球ちきゅうとうどう于其おおやけ转周土星どせい卫星けい统中转周さい长的),いん此它可能かのう拥有土星どせい卫星けい统中最高さいこうてき向日むこうめん温度おんど最低さいていてき日面ひおも温度おんどざい阴暗てき卡西あまてききん赤道せきどう地区ちく暗色あんしょくぶつ质的吸热作用さようしょうかい造成ぞうせい其日间温度おんど达到128开尔ぶん,而明あきらてきたかしふさが斯瓦れつ斯高てき平均へいきん温度おんど则为113开尔ぶん[18]温度おんどてき意味いみ卡西あまてき冰体さら容易よういます华,并最终在たかしふさが斯瓦れつ高地たかちしげるしんしこり结,とく别是ざい温度おんど最低さいていてき极地地区ちく。从地质时间尺じょうこう虑,这种作用さようしょうかい进一步使卡西尼区变暗,使つかいたかしふさが斯瓦れつ高地たかちかず极地地区ちくさらあきら。卡西あま暴露ばくろてき冰体てき逐渐损耗推动りょういち个热りょうせいはん过程てき形成けいせいさい终导致明暗めいあんめん反照はんしょうりつてきさらだいはんすえ估计,ざいとうまえてき温度おんど条件じょうけん以及こう虑冰たい从暗めん转移いたりあかりめんてきじょう况下,卡西あまざい1000まんねんないしょうかいゆう20めーとるあつしてき冰层ます华殆つき,而隆ふさが斯瓦れつ斯高ざいどう一时间内则只损失了10まいてき冰层。[18]这种しきかい释了卫八じょう明暗めいあん区域くいきてき分布ぶんぷ缺乏けつぼう灰色はいいろ区域くいき卡西あまくつがえ盖的暗色あんしょくぶつ质较うすてきじょう况。

ただし启动这一热反馈模しきてき前提ぜんていぜん卫八表面必须存在明暗的差别。ひと们推测最初さいしょてき暗色あんしょくぶつ可能かのう流星りゅうせい轰击ざい逆行ぎゃっこう轨道じょう运行てきそと层小卫星しょ扬起てき、并被卫八的同轨道方向一面吸附的碎屑。这个しきてきかく心理しんり建立こんりゅうやめゆう30多年たねん,而在卡西あまごう9がつてき飞掠きさきゆう为人しょじゅう视。

ずい轨道てきおとろえ变,ゆかりほろ流星りゅうせいたいてき轰击ある陨石撞击而脱离卫ぼし表面ひょうめん形成けいせいてき细小碎屑螺旋らせん进入ない层轨どう。这期间,ゆかり暴露ばくろ于阳光之みつゆき,这些碎屑开始变暗。とう这些碎屑どおり过土卫八てき轨道时,就有可能かのう卫八的同轨道方向一面吸附。这层覆盖于卫八表明的吸附物便造成了反照率的改变,继而造成ぞうせい温度おんどてきあらため变,而温度おんどてき别又ずい也已启动てき热反馈过ほど而加剧。

这些碎屑てき最大さいだいきょうたい卫九,它是最大さいだいてきそと层卫ぼしつきかん卫九的物质构成更接近于土卫八的明面而非暗面,[19]ただし卫九的碎屑也只是用来制造最初阶段的反照率差别,并且这些碎屑很可能かのうやめ经被其后てきます残留ざんりゅうぶつしょ掩盖。

整体せいたい外形がいけい

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卫八的三轴长度为747.1×749×712.6公里くり平均へいきん半径はんけい为736±2公里くり[20]ただしよし于土卫八的整体表面还未经过高分辨率成像,所以ゆえんそく使ざい公里くり级别じょう以上いじょうすうすえ仍然存在そんざい误差。而所观测到てき卫八的扁率数据所对应的自转周期应该为10しょう时,而非其实际自转周79てん可能かのうてきかい释是ざい卫八形成けいせいてき初期しょき,其就形成けいせいりょう一个厚实的外壳,从而はたせい个星体形たいけいじょう固定こていじゅうりょうこれきさきよし于引りょく潮汐ちょうせき作用さよう卫八的自转周期逐渐加长,ちょくいたりさい形成けいせい潮汐ちょうせき锁定じょう态。[12]

赤道あかみち

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くらい于土卫八暗面的赤道脊中高达10公里くりてきやまほうてきとくうつし

卫八的另一个神秘之处是其位于卡西尼区中心的赤道脊,长度约1300公里くり,宽度为20公里くり高度こうど达13公里くりひと们在卡西あまごう于2004ねん12月31にちはく摄的あきらへんちゅう发现りょう这一地形ちけい。该赤どう脊的一部分甚至高出周围平原地形达20公里くり赤道せきどう脊由种复杂地がた构成,包括ほうかつ独立どくりつてきやまほう、长度ちょう过200公里くりてき悬崖和由かずよし三段距离很近的平行山脊构成的地形单元。[21]ざいあかりあきらてきたかしふさが斯瓦れつ斯高则不存在そんざい赤道せきどう脊,而代これてき则是赤道せきどう地区ちくいち系列けいれつ高度こうど达10公里くりてき独立どくりつやまほう[22]赤道あかみち脊地がた遭受过猛烈もうれつてき轰击,这证あかり其地质年だいやめじゅうふんひさ远。这种きん赤道せきどうてき突出とっしゅつ地形ちけい使とく卫八てき外形がいけいていかくももじょう

赤道あかみち脊的とくうつし镜头

いたりこん仍不清楚せいそ这种地形ちけい如何いか形成けいせいてき。难以かい释的问题一即是为何赤道脊如此精确的分布于赤道一带。いたりいまやめ存在そんざいさん种假说,ただしぼつゆう一种能够解释为何赤道脊只存在于卡西尼区。

  1. 参与さんよいた卡西あま计划てきいち科学かがく团队ぬし张赤どう脊是形成けいせい初期しょきてき卫八的扁圆形状星体的残留部分,とう时它てき速度そくど现今かいとく[23]赤道あかみち脊的高度こうど表明ひょうめい其曾经最短さいたんてき转周可能かのう达到17しょう时。如果卫八必须冷却得足够快以使赤道脊得以保留,而同时又のう够在あし够长てき时间さと保持ほじ其可塑性そせい——这段时间はたあし土星どせいてき潮汐ちょうせき作用さよう减缓卫八的自转速度并最终使其自转周期达到79个地球ちきゅう——てきじょう况要なり为现实,么土卫八则需よう铝-26てき同位どういもとおとろえ变作よう对其进行热。早期そうきてきふとし阳系ぼしうんちゅう这种同位どういもとただし估计やめ经在ふとし阳系形成けいせいてき初期しょき消耗しょうもう殆尽りょう要具ようぐ备加热土卫はちしょ需的铝-26同位どうい素的すてき数量すうりょう,则土卫八的形成时间必须比预计的还要早——そくざいしょうぎょうほし开始形成けいせい200まんねんきさき
  2. 赤道あかみち脊也可能かのうよし从地层下涌出ゆうしゅつてき冰体おもしんしこり形成けいせいてき
  3. 也有やゆうじん认为ざい形成けいせい初期しょき卫八上的赫尔空间(Hill Sphere)区域くいきそくやめ形成けいせいりょう一个环状系统,きさき来由らいゆ于环じょうけい统的部分ぶぶんくずし塌而形成けいせいりょう如今てき赤道せきどう脊。[24]ただし,质地おこりらい十分坚固的赤道脊似乎并不会是由这种崩塌效应造成的。另外,最近さいきんてき观测图像显示りょう一种贯穿赤道脊的断裂构造,这种现象乎与くずし塌环かり[17]あい矛盾むじゅん
卫八てき轨道(红色标记)あずか其他土星どせいだい卫星轨道てき较(侧视图),该图显示りょう卫八不同寻常的高轨道倾角。

温度おんど

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くらめん赤道せきどう地区ちくてき表面ひょうめん温度おんど达到りょう130开尔ぶん,这种高温こうおん部分ぶぶんよし卫八的长自转周期造成的。あかりめん吸收きゅうしゅうてき阳光较少,所以ゆえん温度おんどただ达到りょう100开尔ぶん[25]

卫八てき轨道(红色标记)あずか其他土星どせいだい卫星轨道てき较(はし视图)

轨道

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卫八的轨道有些微异常。虽然它是土星どせいてきだいさんだい卫星,ただし它离距土ぼしだい二远的大卫星——ろくじゅうふんはるか远。どう时在规则卫星ちゅう它的轨道倾角最大さいだいただゆうがい层的规则卫星,如土卫九拥有更大的轨道倾角。造成ぞうせい这种现象てき原因げんいん未知みち

よし于距离遥远,且轨どう倾角だい所以ゆえん卫八是唯一一颗可以清楚看到土星どせいてきだい卫星;而其ない侧大卫星则正对着土星どせい环的边缘,いん此很难观测到这一构造。从土卫八じょう观测,土星どせいてき视角达到りょう1°56'(地球ちきゅうじょう观测到てきつきだま视角てき4ばい)。[26]

电脑しょ拟的とう卫八处于其高倾角轨道的“最低さいていてん”时,从该卫星上所かみところ观测到てき土星どせいけいぞう土星どせいてき环清晰可见(而从其他土星どせいだい卫星じょうただのう观测到土星どせい环的环沿)。

さがせ

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卡西あまごう曾多从中距离对土卫八进行观测并拍照。ただしよし于其轨道てき缘故,很难进行きん距离观测。2007ねん9がつ10日とおか,卡西あまごう曾在距其1227公里くりこれがい进行りょう一次近距离飞掠。

目前もくぜん还没ゆう其他にんなにさがせ测计划。

参考さんこう文献ぶんけん

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まいり

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外部がいぶ链接

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