特徵
土衛一的表面主要是一個直徑130千米的環形山,取名為赫歇耳(Herschel),它幾乎是整個衛星直徑的三分之一。赫歇耳的內壁大約有5千米高,部分底部深10千米,中央山峰在環形山中隆起6千米。造成形成這個環形山的撞擊一定差點將土衛一撞碎。撞擊的反面可看到裂縫,可能就是因為這次撞擊。
表面的環形山處於飽和狀,但沒有一個同赫歇耳一樣大。這表明在土衛一的早期歷史中,可能被一個比創造出這個環形山的星體更大的物體撞擊,使新衛星完全破裂(抹去當時所有表面撞擊痕跡),但後來碎片又合併在一起組成了今天的土衛一。
喬凡尼·多美尼科·卡西尼為了表達對國王路易十四的敬意將發現的四顆衛星(它們是土衛三-特提斯,土衛四-狄俄涅, 土衛五-雷亞以及土衛八-伊阿珀托斯)命名為''Lodicea Sidera''(''路易之星'').天文學家依據習慣把這五顆衛星以數字加以編號.其他的衛星則被稱為"惠更斯衛星"或"土星的第六顆衛星"(從當時知道的距離土星遠近排列,土衛一美馬斯和土衛二恩克拉多斯在1789年被發現)。
發現
1789年9月17日,天文學家威廉·赫歇爾發現了土衛一。他如此記錄這次發現:“1789年9月17日,我的四十英尺望遠鏡狀態出色,我發現了第七顆衛星,當時它位於軌道最西側。”
命名
土衛一以希臘神話中的一位泰坦巨人的名字命名。當時威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年的著作《在好望角天文觀測的結果》中以泰坦族巨人的名字命名了已知的七顆土星衛星,包括土衛一,其理由是薩圖爾努斯(羅馬神話中的農神,相當於希臘神話中的克洛諾斯)是泰坦族的領袖。
依據里德爾和斯科特的希臘-英語詞典,土衛一的形容詞格為Mimantean(其所有格在拉丁文中為Mimantis,在希臘文中為Μῑμάντος)。在實踐中,英國式的形容詞格如Mimansian或Mimian則十分常見,而更經常使用的則是短語“ofMimas”。
物理特性
土衛一密度較低(為1.17),這表明其可能是由大量的冰體和少量的岩石構成。由於潮汐效應的作用,土衛一併不呈完美的球形;其長軸大約比其短軸長10%。從卡西尼號發回的圖片上看土衛一更接近於卵形。
土衛一最顯著的特徵是一個直徑達130公里的龐大撞擊坑——為紀念土衛
一的發現者威廉.赫歇爾(1738-1822),它被命名為赫歇爾隕石坑。赫歇爾隕石坑的直徑接近於該衛星直徑的三分之一,其坑緣高達5公里,部分坑底則深達10公里,而其中心山峰則高出坑底6公里。如果地球上出現同等比例的撞擊坑,則其直徑將會達到4000公里,超過了加拿大的寬度。形成這個撞擊坑的撞擊事件幾乎將土衛一撞得粉碎:在撞擊坑的相對側仍能清楚地看到斷裂地形,這可能是撞擊之後橫貫星體的衝擊波造成的。由於星體表面存在著這個大撞擊坑,土衛一竟然與《星球大戰》中的死星驚人的相似。
此外,土衛一的表面還遍布著眾多較小的撞擊坑,但是其中沒有一個可以與赫歇爾隕石坑相匹敵。雖然土衛一遭受過猛烈的轟擊,但是成坑過程並不同一。其大部分表面都復蓋著直徑超過40公里的撞擊坑,而在南極地區,卻很少有直徑超過20公里的撞擊坑。這表明某種地質活動將這些地區的較大撞擊坑移除了,或者某些事物或機制阻止了較大星體對南極地區的轟擊。
科學家在土衛一標明已發現的主要地質構造有兩種:撞擊坑和峽谷。
與土星環
從實際效果上看,土衛一起到了清理土星最寬的兩個環—
—A環和B環之間的卡西尼環縫中的物質的作用。卡西尼環縫內緣的顆粒軌道和土衛一的軌道成2:1的共振,即這些顆粒公轉完兩周,土衛一正好公轉完一周。其間土衛一不斷從同一方向對卡西尼環縫的顆粒施加拉力,迫使這些顆粒進入環縫外層的新軌道。土衛一還和其他構造保持著軌道的共振關係,如它和C環與B環的邊界保持著3:1的軌道共振關係,和土衛十七保持著3:2的軌道共振關係。最近發現,土衛一還和G環保持著7:6的共轉離心共振關係,後者位於土衛一軌道內側1萬5000公里處。
探測
卡西尼號曾多次從中
距離對土衛一進行拍攝,最近的一次是在2005年8月1日,距離為6萬3000公里。卡西尼號的後續任務包括幾次對土衛一的非定向接近。其中觀測條件較好的兩次分別在2008年10月24日和2009年10月14日。而最接近的一次觀測將會發生在2010年2月13日,距離僅為9500公里。
大眾文化
從某些角度看,土衛一和《星球大戰IV:新希望》中的死星極其相似,後者在劇中直徑達到了數百公里。這只是一種純粹的巧合,因為在土衛一的第一張特寫鏡頭照片傳回地球的三年前,這部電影就已經上映了。 在小說《紅矮星號》中,土衛一是大衛·萊斯特獲得“紅矮星號”之前所居之處。 土衛一是《星際旅行》中的聯邦緊急救援站所在地。
卡西尼
科學家們表示,由於受到光線和重力等因素的影響,“卡西尼”號探測器傳回的土星最近的衛星土衛一的照片顯示,土衛一的外表看上去有一些藍色的條紋,給人一種冰冷的感覺,尤其是從土星的北部觀測時,這一現象顯得尤為明顯。而這些色彩是由於環繞土衛一的光環反射形成的,當土衛一的黑夜來臨時,這些絢麗的色彩便會消失無蹤。
此前,“卡西尼”號傳回的土衛一的照片是從土星的南半球方向拍攝的
,照片的色調是溫暖的褐色和黃金色,而此次從土星北部拍攝的照片卻完全是另外一番景象,深藍的色調讓我們看到了土衛一的另一面,也讓我們對其大氣構成有了新的認識和了解。科學家們表示,造成這一現象的原因主要是上一
次拍攝時所用的藍色光被土衛一的大氣層擋住了。
這張土衛一的藍色照片上所顯示的區域是實地約398公里(合247英里)的地方。照片最右邊藍色最重的地方是由於感光過度造成的。我們在照片中還可以看到在一圈圈的藍色光線之間有一些暗區,這些地區是土衛一的B光環,也就是空氣密度最大的一個光環所復蓋的地區。
在太陽系中,土星是僅次於木星的第二大行星,體積是地球的100多倍,其巨大的引力場可達1300萬公里以外,而地球的引力範圍僅為93萬公里。正因如此,地球只有一個衛星——月亮,而土星卻有眾多大大小小的衛星圍繞它鏇轉,形成了一個相當龐大的土星系;其衛星數量在太陽系中也僅次於木星,位居第二。土衛一和土衛二於1789年被英國著名天文學家F·W·赫歇耳發現,直徑分別為400公里和500公里。
作為專門研究土星的太空飛行器“卡西尼”號,雖然於2004年7月1日才開始環繞土星運行,但它已在發現土星新衛星、揭示“土衛九”的身世、破解“土衛八”“陰陽臉”之謎、探測土星光環結構、拍攝土星新的輻射帶等方面,取得了可喜成果,作出了很大貢獻。目前,“卡西尼”號運行情況良好,研製者們相信,在今後長時間對土星及其光環和衛星的考察過程中,它還會探測到更多的未知情況,提供大量寶貴信息,有效地幫助人類深化對土星的認識。
驚天碰撞
土衛一上存在一個巨大而古老的撞擊坑,這說明該天體之前發生過一次驚天碰撞,這個巨大的凹陷被稱為赫歇爾隕石坑直徑達到80英里,而土衛一僅為247英里的跨度
細數太陽系的衛星
土星衛星
具體衛星 | 以與土星之距離從近到遠排列 |
牧羊犬衛星 | 土衛十五 | 普羅米修斯(土衛十六) | 潘朵拉(土衛十七) | 潘(土衛十八) | 土衛三十五 | S/2004 S 3| S/2004 S 4 | S/2004 S 6 |
共軌衛星 | 土衛十| 土衛十一 |
內圈大衛星 | 土衛一 | 土衛二 | 土衛三 (土衛十三 | 土衛十四) | 土衛四 (土衛十二 | 土衛三十四) |
內圈小衛星包括特洛依衛星 | 土衛三十二 | 土衛三十三 | 土衛四十九 | 土衛五十三 |
外圈大衛星 | 土衛五(土衛五環) | 土衛六 | 土衛七 | 土衛八 |
因紐特衛星群 | 土衛二十 | 土衛二十二 | 土衛二十四 | 土衛二十九 | 土衛五十二 |
諾爾斯衛星群 | 土衛九 | 土衛十九 | 土衛二十三 | 土衛二十五 | 土衛二十七 | 土衛三十 | 土衛三十一 | 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 | 土衛四十三 | 土衛四十四 | 土衛四十五 | 土衛四十六 | 土衛四十七 | 土衛四十八 | 土衛五十 | 土衛五十一 | 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 | S/2007 S 3 |
高盧衛星群 | 土衛二十一 | 土衛二十六 | 土衛二十八 | 土衛三十七 |