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移除书签木星
木星是距太阳第5位远的大行星，它的椭圆轨道半长径约为52天文单位。木星轨道的偏心率是0048，也就是说它的近日点和远日点之差为05天文单位。在这个轨道上绕太阳公转1周的时间是1186年。由于轨道面和黄道面的交角只有13。它们几乎是在同一个平面上，因此古人把木星称为黄道里的行星。
木星虽然是一个特别巨大的球体，但是它旋转起来却是飞快的，大约9个多小时它就自转1周，在九大行星中获得了第一名。由于自转快，扁缩也就严重，使它的球体扁率达到00648。就是借助于望远镜，由肉眼都可以分辨出木星视圆面呈椭圆状。
木星的内部结构模型与过去推测的情况是一致的，它表明木星没有固体的表面，它是一个流体行星。在木星的中心有一个主要由铁和硅组成的固体核，那里的温度高达30000K，这个核心称为木星核。在木星核的外面是主要由氢构成的一个厚层，称为木星幔。木星幔又可以分为两层，第一层从核外延伸到46000千米外，这一层中估计压力为30万个大气压，温度为11000K。在这一层中氢处于液态金属氢状态，氢的分子都被离解为独立的原子。第二层在第一层外延伸至70000千米处，据认为那里是由液态的分子氢构成。在木星幔的外面是木星的大气层，它再向上延伸1000千米直到云顶。木星的大气和地球大气很不相同，是以氢为主，约占82％，氮占17％，其余还有少量的甲烷、氨等气体分子。木星的模型说明木星的主要成分是氢和氮，其比例类似太阳的大气。
根据探测发现木星具有比地球磁场大得多的磁场。木星的磁场也是偶极场，但是有趣的是木星磁场的方向与地球磁场正好相反。也就是说如此我们带着一个指南针到木星去旅行，指南针所指示的南方恰是木星北极的方向。木星磁场的磁层范围大而且结构复杂，在木星外1400000千米到700万千米的广大空间都是木星的磁层。木星的4个最早被发现的大卫星——伽利略卫星都在这个巨大的磁层之内，因此它们受到磁层的屏蔽使之免遭太阳风的袭击。
由于太阳风和地球磁场的共同作用，在地球的高纬度地带常常可以看到五彩缤纷的极光。科学家们早就推测在木星上也可以看到极光，因为虽然太阳风吹到木星附近时强度已大大地减弱了，但是木星的磁场很强，它仍然能够捕获足够多的太阳风粒子，这些粒子与木星大气撞击就可能产生极光。可是科学家们经过20多年的搜索仍然没有发现木星极光的踪影。当美国“旅行者1号”在1979年3月飞临木星时，探测器在木星的背着太阳的一面，发现了极光。木星的这次极光长达30000千米。探测器的这一重大发现直接证明了木星确实具有极光，这是在太阳系中除地球以外第二个具有极光的天体。
使用望远镜观察木星的时候，能发现木星上有沿着与赤道方向平行的带子，这些带子横穿过木星的圆轮。木星的条带很有规律，明暗相间，一般为黄绿和红褐的颜色，它们成为木星的独特标志。当仔细地观察时，便会发现这些条纹带并不是一种永久的结构，它们总是在不断地移动着。原来木星的条纹带是木星大气构成的，这些条纹带足有上千千米厚。
木星除了有条纹之外，更为令人不解的是木星赤道之南的大红斑。这个大红斑自1665年被法国天文学家卡西尼发现以来至今已存在300多年了，它长约20000多千米、宽11000千米呈卵形，可以容纳两个地球。粗看起来大红斑也好像总是不变的，但是经过连续地观测记录可以发现大红，斑的颜色总在不断地变化着。有时颜色浓艳，有时又显得暗淡，甚至有时只能隐隐约约地看出它的轮廓来。细致地观测发现大红斑不但颜色在变化，而且它的大小和形状也在不断地变化。最初发现这个大红斑时它长约30000千米，300年来它曾逐渐地延伸为40000千米，后来又慢慢地缩小下来，至今已经缩短到只有21000多千米了。在大红斑改变大小和开头的同时，它在木星上沿着经度方向漂移着。大红斑在颜色、大小、形状和位置上的不断变化，说明它肯定不是一种固态的物体。科学家们经过分析研究，认为大红斑是木星上的一个巨大的风暴！
伽利略使用他自制的望远镜观测木星时，就发现了木星的卫星。1610年1月7日晚上伽利略把望远镜对准了木星，他看到有4颗小星排列在木星的赤道平面内，它们是木星的卫星。木星有卫星，它们都沿着各自的轨道绕着木星旋转。伽利略的这一发现，给哥白尼学说以有力的支持。在给木星卫星命名时，以希腊神话中人物命名的传统又占了上风。4颗卫星被称为：伊俄、欧罗巴、加尼默德和卡力斯托，她们都是天神宙斯爱过的美女。直到1892年人们一直认为木星只有这4颗卫星，还是一位优秀的天文观测者巴纳德用大望远镜才发现了木星的第5颗卫星。那是1892年9月9日的晚上发现的，这个木卫五比以前发现的4颗卫星都小得多。人们给这个卫星起名为阿玛尔菲亚，这是一只母山羊的名字。瑞亚把她的小儿子宙斯藏在克里特岛的山洞中，由两位仙女照管着。这两个仙女每天都用母山羊阿玛尔菲亚的奶喂着宙斯，如今它又到了宙斯的身旁。
1904年发现了木卫6，1905年到1951年用照相的方法接连发现了6颗直径更小的卫星；到1974年发现了木卫13。这些卫星除了木卫5在木卫1的轨道以内，其它的卫星都在木卫4的外面。木星卫星的形状、大小都很不一样，最大的卫星斗径达2000多千米，而小的卫星直径仅有10几千米，甚至只有几千米。
木星有众多的卫星，它们像一个小家族。这些卫星都围绕着它们的主宰——天神宙斯——那颗巨大的木星旋转着。在这些卫星中只有4颗伽利略卫星比较大，其余都是直径几十千米的大石头。木卫1、木卫2的大小和月亮不相上下，甚至木卫1比月亮还稍稍大些；而木卫3、木卫4则更大，不但月亮比不上，就连水星的个儿也比它们小。
“大胖子”木星
在九大行星中，木星是离太阳第5远的行星。如果按体积和质量的大小来排列，那么，木星应该坐第一把交椅。它是行星中的“巨人”。1300个地球捏合在一起才有它一个那么大。它的质量相当于地球质量的300多倍，是太阳系其它行星总质量的两倍半。木星体积庞大，反射太阳光的能力很强。虽然它离太阳和地球都比火星远得多，但是我们看起来它比火星亮。除了金星以外，木星就是天上最亮的星星了。西方人用罗马神话中众神之父——“尤皮特”的名字来称呼它。
木星周围有一层1000多千米厚的大气。大气成分主要是氢气和氦气，氢占82％，氦占17％；其它还有氨、甲烷、水蒸气、乙炔、乙烷、磷化氢等等，加在一起只占1％。在翻腾着的木星大气里，经常会发生闪电的现象。
科学家们根据空间探测器拍摄的照片和发回的资料，大致地描绘出了木星的结构模型：中心部分是一个半径1万多千米的固体核心，由铁和硅组成，温度高达3万度；核的外围是液态金属氢，厚约36000千米，温度11000℃，压力300万个大气压；再往外，就是一片普通的液态分子氢的“海洋”了，厚度24000千米左右，温度还是很高——5500℃。这样的“热海”当然没有人敢下去游泳，整个“海”面由于对流而波涛汹涌，滚滚沸腾。木星就是这样一个体积庞大的液态氢球。
这个液态氢球在快速旋转着。它用9时50分左右自转1圈，是九大行星中自转最快的。很难设想，像木星这样的庞然大物，能够像芭蕾舞演员那样轻盈地急速地旋转；然而这却是事实。正是因为木星自转得很快，所以它的赤道部分向外“甩出”，形成一个扁球体，赤道半径要比极半径长5000千米。
我们用望远镜观察木星，可以看到一些和赤道平行的、明暗相间的云带。这些云带是木星快速自转产生的大气环流，其中比较明亮的白色或黄色的云带叫做条斑，比较晦暗的红棕色的云带叫做带纹。从南到北，这样的云带共有17条，非常绚丽壮观，被看做木星的象征。
除了彩色云带以外，木星表面还有五颜六色的斑点或斑块。在木星赤道以南，有一块出名已久的大红斑，特别引入注目。它的颜色发红，形状像鸡蛋，长20000多千米，宽约11003多千米，可以容纳得下两个地球。它是1665年，意大利天文学家卡西尼发现的，到现在已经300多年了，形状始终是老样子，颜色和大小却常有变化：有时呈鲜红色，有时呈玫瑰色。宽度比较稳定，长度伸缩较大，最长可达4万千米。
神秘的大红斑是什么呢？有人以为它是冷的氨气的凝结物，飘浮在木星表面的大气之中，还有人认为它是浮在液氢海洋上的大冰山。现在，旅行者1号”的考察结果告诉我们：这是一股耸立高空、突出云顶8千米的强大旋风。它像一个巨大的旋涡，按逆时针方向不停地旋转。旋涡或气流中含有红磷化合物，红斑的颜色可能就是这样得来的。那么，是什么力量驱使着这股强大的旋风维持几百年不散？这个问题直到现在还没有找到答案。
看到这里，你能不能想象得出木星的表面是多么的漂亮？那里白、黄、棕、红彩云密布，17条云带斑斓绚丽，真好像是个祥云缭绕的仙境啊！
木星和太阳的平均距离是地球和太阳的平均距离的5倍多，它的表面单位面积所接受的太阳能，只有地球的1/27。按理论计算，木星云层表面的温度应该是零下170℃，但是实际测定却是零下140℃至150℃。而且，在木星上，深夜也不比正午冷多少，这又说明了什么呢？
过去人们一直认为，别的行星都和地球一样，主要是靠太阳辐射的光和热获得能量。到60年代末，科学家们发现，木星是个例外。木星本身释放出来的能量，比它从太阳那儿得到的能量还多一倍半，也就是说，“支出”大于“收入”。这说明木星内部还有自己的热源。
难道木星是1颗小型的“太阳”，它内部也在进行着热核反应吗？
不，它不具备产生热核反应的条件。木星中心温度太低，只有3万度，这个温度比热核反应所需要的温度还差得远。而且，木星的质量还不到太阳质量的1／1000。只有它的质量再增加100倍，才有可能进入“宇宙原子锅炉”的行列。
那么，木星内部的热源究竟是什么呢？一种解释认为：木星是在缓慢地收缩，气体分子在收缩的过程中运动加快，能量就以热的形式散发出来。另一种解释是：木星的中心有原始的热源，大约在45亿年以前，木星刚开始形成的时候，就积累了大量的原始热能，储存在木星的核心里，通过对流的方式慢慢地向外输送。
“旅行者1号”探测器还发现木星的两极地区有巨大的极光，长达30000多千米。这是地球上从来没有见过的最大的极光，也是人类第一次在地球以外的天体上发现的极光。
“旅行者1号”还有一个重大的发现，就是木星也有光环。在这以前，人们已经知道土星有光环，天王星有光环，现在，木星就成为太阳系中第三个带环的行星。这是1979年天文学界的一件大事。
木星光环的厚度不到30千米，宽度至少6000到8000千米以上，环的外缘距离木星中心约有128000千米。这个环是由大量的黑色碎石块组成的，石块的直径从几十米到几百米；它们都飞快地绕着木星旋转，大约7个小财转1圈。因为这些碎石块是黑色的，几乎不反射太阳光，所以长期以来没有被人们发现。
飞向木星
木星在群星中显得很亮，就连平时不大注意星空的人，有时也被木星的光辉所吸引。在一般的情况下，木星比火星亮，比恒星中我们看到的最亮的天狼星要亮。木星在太阳系的所有行星中，是最大的一个，它的赤道半径为71400千米，是地球的112倍。木星的体积相当于地球1316倍。它的质量相当于地球的300多倍。如果把其它所有行星的质量加在一起，木星的质量也有这个总和的两倍半。欧洲人用罗马主神“尤皮特”的名字称呼它。我国古代则称它为“岁星”。
1665年，当卡西尼还在意大利的时候，就开始对木星进行过观测。他已觉察到木星上有斑痕，还发现木星的卫星投影在木星的圆面上。这种现象同金星凌日一样。1669年，卡西尼应法国国王的邀请到法国工作。他在巴黎天文台继续对木星进行观测，并以木星表面的斑痕为标志，测定了木星绕轴自转的周期，是在9时50分到9时56分的范围内。这与现今公认的木星赤道部分的自转周期为9时50分30秒相比，达到了相当准确的程度。卡西尼还认为，木星上的斑痕和暗带，是木星上的大气现象，性质上类似地球上空的云彩。在卡西尼时代，天文观测仪器还不大能分辨出行星表面上的细节的时候，他对木星的观测和研究已作出如此贡献，可以说是很不简单的。
到18世纪中叶，英国光学家多朗德（17060～1761年）才发明了消色物镜。在18世纪末，当反射望远镜和消色透镜为人们使用后，为以后对木星进行连续的观测，提供了便利条件。
在太阳系的行星中，木星圆面上的细节算是最丰富的，从望远镜中能看到木星的细节变化无常。因此，人们绘制木星图的时候，就要经常不断地进行观测，要抓紧定期的绘出木星图来。1878年，木星的观测者们看到了木星上的大红斑，它的形状呈卵形，颜色很浓，都以为这是对木星的新发现。但当人们考察了前人所描绘的木星图以后，才发现原来在1665年时，卡西尼已经把这个大红斑描绘出来了。大红斑的长轴有20000千米，相当于地球赤道半径的3倍。它在木星上的相对大小，就好像澳大利亚在地球上那样的。
在几个世纪里，人们只能在远离6亿千米的地球上，从望远镜中看木星的面貌，随着空间技术的发展，从20世纪70年代起，人类有能力派出自己的“使者”飞向木星了。在1972年3月2日傍晚，一枚巨大的“阿特拉斯-半人马”火箭，从美国的佛罗里达东海岸卡纳维拉尔角腾空而起，就是这枚火箭把人类的第一个使者——“先驱者10号”行星际探测器从地球上送出了太阳系。“先驱者10号”飞出地球后，顺利地通过了火星和木星轨道之间的小行星环带，在第二年的12月4日来到木星上空，对木星进行了观测，然后飞出太阳系，朝毕宿五（金牛座α）方向奔去，成为第一个飞出太阳系的人造天体。到1973年4月6日，“先驱者11号”行星际探测器才去追逐“先驱者10号”，到1974年12月3日，从距离木星46400千米处飞过，再次对木星进行探测，当它完成了对木星的探测任务以后，又飞向土星。在1977年8月20日和9月5日，美国先后又发射了“旅行者”2号和1号行星际探测器，在它们完成了对木星的探测任务以后，又继续飞向土星。这几个行星际探测器发回了大量照片和资料，为我们研究木星及其卫星提供了便利条件。
木星是在椭圆的轨道上绕太阳运行，当它距太阳最远时，离太阳有52天文单位，最近时距太阳有47天文单位。木星绕太阳公转的周期是1186年，木星的自转轴几乎垂直于它的轨道平面，它是太阳系中自转速度最快的1。颗行星。赤道部分的自转周期为9时50分30秒，两极地区的自转速度稍慢，正因为木星的自转速度快，就使木星的球体变扁。
木星被一层厚厚的大气包围着。这层大气的厚度有1000千米，几乎全部是由氢和氮组成的。大气中氦的含量是氢的10％。此外还有极为少量的甲烷、氨和水汽。“旅行者1号”又探测到大气成分中还有少量的碳、氧元素以及铁和硫。
木星的大气中有云。臼于木星快速自转，云被拉成长条形，形成与赤道平行的明暗交替的云带。这种云带达17条之多。人们一般把明亮的云带叫做“带”，把暗的云带叫做“带纹”。“带”是高压区，温暖的气流在上升，呈现出白色或浅黄色。“带纹”是低压区，气流在下降，呈现出红色或橙色。从探测器在木星上空拍下的照片看出，大气中白色或浅黄色和红色或橙色的云，像波浪一样激烈地翻腾着。在这永不平息的翻腾的云中，有个显著的大红斑。这就是卡西尼在17世纪观测到的那个大红斑。它耸立在南热带区，是个长20000多千米，宽11000千米的红色卵形区域。据“先驱者”号的探测，发现大红斑是个大的气旋风暴，相当于地球上的飓风，但规模相当大，持续的时间也相当长。有人认为大红斑呈红色，是由于气流中含有红磷化合物的缘故。还据“旅行者1号”的探测，大红斑是由玫瑰色、棕色和白色的云层组成，有如一团沿逆时针方向转动的巨大旋风，约6天转动一周。在大红斑的中心部分有个小颗粒，它是大红斑的核。大红斑的温度比周围低。在木星上除大红斑外，还发现一些小红斑。
“旅行者1号”发现在木星的“北极”，可以看到和地球北极上空出现的一样美丽的极光。而且“旅行者1号”在木星的云层上也发现过闪电，说明在那里有相当复杂的碳氢化合物分子存在。
前面说过的木星云层，就是我们看到的“木星外形”。至于木星的主体，由于云层的覆盖，从来没有人看见过。但通过“先驱者11号”对木星的探测，使人类了解到木星不像月亮、水星、金星、火星和地球那样有着固体的表面，木星是一颗液态的流体行星，没有固体的表面。
按“先驱者11号”获得的数据，了解到木星向空中散发的热量，是它从太阳接收到的热量的17倍，说明木星是一颗具有热源的行星。过去，人们一直认为行星是不发光；也不发热的，现在看来，这种说法是不合适的。
20世纪50年代，射电天文学家曾经发现木星和地球一样也有磁场。通过“先驱者”系列的探测发现，木星的磁场强度约为地球磁场强度的10倍，木星的磁轴和自转轴的交角约是10°8，磁极方向恰好与地球相反。也就是说，地球上指向北方的罗盘若是搬到木星上，指针将指向南方。“先驱者”号还发现，木星的磁层比地球的磁层要大100倍。如果肉眼能看到它，所展示的范围要比人们见到月亮大16倍。木星的磁场虽然巨大，但它转动得很快，这就使磁层中心的带电粒子经受巨大的离心力，把带电粒子约束在木星磁赤道附近薄薄的一片区域上。另外，木星的磁层是随着太阳风的“吹拂”，而十分迅速、频繁地收缩和膨胀着。这是地球的磁层所不具备的。
“旅行者1号”发现，木星有个光环，这就使木星一跃进入了具有光环的行星行列，成为继土星、天王星以后第三个带环的行星，从而增加了木星的光彩。木星的光环厚达30千米，宽达6500千米，离木星128000万千米。木星的光环是由许多黑色的碎石块构成的。这些绕木星运转的石块，直径在数十米到数百米之间。由于黑色的石块不反射太阳光，所以过去一直没发现。
木星的奇特的横条花纹
围绕太阳的九个行星之中最大的是木星，木星的直径142800千米，体积为地球的1320倍，重量是地球的318倍。如果我们把地球缩小到10厘米直径的小柚子那样大，那么木星就相当于一个直径为1米多的大气球了。
木星距离太阳平均为778380000千米，并以每秒13千米的速度，在轨道上飞跑着。
从地球上看，木星最亮的时候是负25等星。它不眨眼地辉映着金色的光芒。
在夜空星星当中，它的光度仅次于金星，因此非常显眼。在西方，人们以最高的天神“丘皮特”给它命名，表示对它的尊敬。
用望远镜看木星，可以看到在它的表面上，连续不断地漂浮着明亮的横条花纹。在赤道一带，亮条很宽，呈红金色。在这个亮条的上下方还有几条红褐色和纯白色的亮条，其中也有深绿色的，都和赤道平行。
这些亮条从东向西以很大的速度不断地移动，整个儿裹住了木星的表面，这些横条花纹究竟是什么呢？
木星的特厚的大气层
木星的体积很大，引力也比地球大254倍，外部是特厚的一层大气圈。大气的厚度有10000多千米，超过地球的10倍。这些大气是很轻的气体，主要由氢和氦组成，大气中也存在很多氨气和甲烷，这些气体形成了大块密云，漂浮在大气中。
木星表面的温度大约为零下140℃，这样的低温，氢和氦是不会冻成冰的。可是氨气和水分等有可能冻成霜粒，并冻结成很厚的云。
用望远镜看到的木星表面，是这些密云的顶端，它反射太阳光，造成了木星的色带。
包围木星的云层有厚有薄，云层较厚的部分，反射太阳光强，看起来是金黄色间有少许红色；云层薄的部分，太阳光通过其中以后反射出来的量较少，看起来就较暗。明暗相间形成了美丽的横条花纹。
木星大红斑之谜
在木星表面，有一个像眼珠一样发亮的椭圆形大斑点，人们管它叫“大红斑”。早在1831年就给它照了相片。
1664年，有一个罗伯特·胡克的人，在他所测绘的木星上，也有一个像大红斑那样的东西，由此推断，大红斑最少也存在300多年了。大红斑的颜色和形状，随着年代稍有变化，例如1878年的大红斑是粉红色，形状和鸡蛋几乎完全一样。其后又变成了深红色，长度约50000千米，宽11000千米，真是大得没边了。如果是5万千米长的话，比绕地球赤道一周还大125倍，宽度和地球的直径差不了多少。它显示这样大的规模，任凭我们去欣赏；但经过一个时期之后，它又变成了一个不那么大的圆形，而且还褪了颜色。
1919年它还很显眼，可颜色却越来越淡。到了1921年，淡到几乎看不出来的程度。不料其后又猛然大起来，变成长32000千米，宽13000千米，真可谓变幻莫测了。
目前它又稍微小了一些，长度大约是23800千米，宽11900千米。它现在的颜色是鲜明的橙黄色，周围还有一圈白光，看起来非常漂亮。
这个大红斑并不老在一个地方，最近30年间，它从平均位置向东西移动约30000千米，向南北移动约10000千米。大红斑的真面目，到现在仍然弄不清楚。
木星的内部
木星约需12年的时间，绕太阳公转1周，也就是木星上的1年。木星的自转周期，即木星上的1天，却相当短，大约只有9时55分。地球上的1天尚且是24小时，可见，木星旋转的速度是相当惊人的。
由于木星旋转得太快，致使赤道向外凸出，两极向内塌陷，形成了一个略扁的椭圆形。木星自转的周期不大规律，根据位置和年分，有五六分钟的偏差，真是一个奇怪的星星。
木星的比重是水的134倍。略大于水。为地球比重552的1／4。木星的整体，不可能全是像水那样轻的物质组成的。一般认为，在中心部分是一个很重的球体，球体的周围包围着轻质气体。
例如，天文学家奥尔特的想法是：
（1）木星的中心有一个比重为6的重球体。这个球体是由被外部压碎的岩石和铁组成，球的半径为29000千米。
（2）这个球的外围。厚32万千米，是由被压缩的水和冰组成的类似海一样的被覆层，比重为15。
（3）再外面一层是厚度为10390千米的大气，主要是氢和氦，比重为025。
这样算出来的木星比重，恰好是134。
木星上也有生物
最近，英国的拉姆泽提出了不同的想法。他认为：
（1）从中心到60500千米的半径，全是氢和氦等混杂在一起的物质，这些物质受到外部极大的压力，变成了类似金属的物体。木星中心部分的压力为3120万个大气压。
（2）中心部分的外围，主要是液体氨所构成的海，海底的压力为印万个大气压。
（3）海的上面是由氢和氦组成的较轻的大气圈。
美国的萨根认为，即使在这样的木星世界，也有生物存在。他的理由是：
“古时地球的大气是由氢、氦、氨等组成的。在大气中产生的有机物质，落到原始的海里，就诞生了原始形式的生物。与此相同，现在木星上的海，一定也有生物存在。”
尽管这么说，但氨水的海里，是一种什么样子的生物居住着呢？这确是一个令人感兴趣的问题。
对此，有人认为住在那里的生物，或许是一些原始形式的细菌，或者是类似珊瑚那样的一些细菌集合体。
木星上的卫星
在木星大大小小的卫星中。其中4个特别大。这4个大卫星是在1610年，伽利略用手制望远镜发现的。
4个大卫星当时也是以西方神话里的天神命名的。现在我们按照从里向外的顺序，分别叫做“木卫1到木卫4”。
木卫3是太阳系里面最大的1个卫星，它的直径有5100千米，比行星之一的水星直径还要大260千米。木卫3的光度也很亮，相当于5等星。如果天空晴朗，用肉眼也能看得见。
第二个大的是木卫4，直径为4720千米，也比月亮大得多。
木卫1的直径是3340千米，比月亮稍小，光度是5等星。木卫2光度为6等，直径是3920千米。
木卫5以下的8个卫星都很小，按顺序直径分别为140千米、100千米、20千米、加千米、16千米、14千米、16千米、12千米。
最后的那个木卫12，和火星的火卫1一样大。一般卫星总是面对着母星按同一方向旋转，但有趣的是木星的12个卫星当中，最外面那4个小卫星却向相反的方向旋转，因此管它们叫逆行卫星。
木卫5以下的8个小卫星，原来可能和小行星是一伙，它们分散在火星和木星之间；但由于它们太靠近木星，被木星吸引过来，就变成了木星的卫星。小行星是一些天体的碎块，直径40千米左右的这种碎块，在宇宙里是非常多的。
美丽多姿的土星
土星是科学家和天文爱好者最喜欢的星星之一，在望远镜里人们可以清楚地看到土星的扁球体和围绕着它的光环。土星是一颗淡黄色的像桔子似的椭球体，在它的赤道面上环绕着发出柔和的白色光辉的光环。有的时候土星就像一个冠冕，那美丽的光环就像是帽沿，人们形容它像是1顶美洲巴拿马帽。它是那样美丽、协调，就像1个完美的艺术品，凡是看到过土星的人无不为之惊叹。
土星在太阳系里是巨行星，它的个头仅比木星稍小，在九大行星中居第二位。土星赤道方向的直径是地球直径的9倍半，它的体积是地球体积的745倍，真是一个庞然大物。但是土星的平均密度很小，只有070克／厘米，比水的密度还小，在九大行星中又屈居最后一位。由于密度小，所以它的质量只是地球质量的9518倍。
土星的自转速度特别快，约为10小时14分就自转1周，这个速度略小于木星的自转速度。由于自转速度很快，所以土星的球体扁缩得很厉害，它的两极半径与赤道半径之比是0912，这又使它在九大行星中获得了1项第一名——最扁的一个星球。土星也像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕，这些彩色条纹带沿着平行于赤道的方向伸展着。土星上的云层也在自转着，而且自转的速度很快。土星上有大气，大气的主要成分是氢和氮，另外还有甲烷和其它气体。那些彩色条纹的云层，是由大气中漂浮着的稠密的氨晶体组成的，它们比木星的云带规则，色彩却不那么鲜艳，是以金黄色为主，其余是桔黄色和淡黄色等。在极区呈绿色，那里是土星表面最暗淡的区域。由于土星离太阳很远，所以它接收到的太阳热能也比较少，表面温度也就比较低。在云顶处温度低到零下170℃，在土星表面温度也只有零下140℃左右。
我们借助于望远镜可以清楚地看到在土星赤道周围有一光环环绕，正是由于它的存在使土星成为天空中最美丽的星体之一。它是那样的奇特，以至于使人们往往只注意它竟至忽略了土星的本体。最早发现土星光环的是意大利科学家伽利略，他在1610年利用自制的望远镜看到了土星的光环。但是，那时正是光环的平面平行于我们的视线，看不怎么清楚的时候，所以伽利略还以为那是土星球状体旁的奇怪附属物哩！直到半个世纪以后，荷兰学者惠更斯才证认为它是与土星不相连接的、环绕在土星赤道面上的光环。这以后200多年间，人们一直把土星光环看成是一个或几个扁平的固体物质盘。直到1856年英国物理学家麦克斯韦才在理论上论证了土星环的结构，他指出土星环是由无数各自独立的小质点构成的，它们都在土星赤道面上绕土星旋转着。“旅行者1号”的探测证明，组成环的粒子直径大多数在76厘米到9米之间，而且还发现这数十亿大小不一的粒子都是导电的。
土星除了有1个美丽的光环以外，它还有众多的卫星，它们组成了一刊、家庭，就像是一幅太阳系的缩影。第一个土星的卫星是1655年3月25日惠更斯发现的，它被命名为提妲。提妲就是在前面故事中说到的巨神族，他们被克洛诺斯关押在地底塔耳塔洛斯。这颗“提妲”卫星就是土卫6。过去测得土卫6的直径是5800千米，在太阳系中是最大的1颗卫星。但是“旅行者1号”测量的结果将土卫6的直径更正为4828千米，这样它就比木卫3小而退居为第二位了。引人注目的是，探测器证明土卫6上有很厚的一层大气和云层。土卫6上大气的主要成分是氮，约占98％；此外还有甲烷，占1％；少量的乙烷、乙，烯、乙炔和氢，它们总共占不到15％。大气层的厚度达2700千米，温度为零下201℃。由于温度低，大气中的氮可能是呈液态，在其表面形成液体氮的湖泊。土卫6是已知有大气的卫星，就这一点已经引起许多科学家的注目。不但如此，科学家们还发现在土卫6云层的顶端存在着与生命有关的分子，这很可能是产生生命前的氢氰酸分子。土卫6的上空有部分地区存在蓝色的烟雾。最使科学家们感兴趣的是土卫，6的大气上空没有电离层，这还是第一次发现没有电离层的天体。
1671年10月和1672年12月卡西尼先后发现了两颗土星的卫星，它们是土卫8和土卫5，分别使用提妲巨神伊刚白托斯和瑞亚的名字。伊阿伯托斯就是将天火盗给人类的普罗米修斯的父亲；瑞亚是克洛诺斯的妻子。土卫8是一个奇特的黑白两色的卫星，它的直径1400千米，距土星365万千米。令人注目的是它的表面一部分很亮，而其它部分则很黑暗，像是覆盖着一层黑色的物质。在这1颗卫星上黑白二色的亮度竟然相差10倍，是太阳系中亮度反差最强的一个天体。
1789年8月27日，威廉·赫歇耳首次使用他自制的122厘米的大型望远镜观测土星，又发现了土星的两颗新卫星。这两颗卫星就是土卫1和土卫2，它们也采用了希腊神话中巨神的名字。一个叫弥玛斯，一个叫恩刻拉多斯。在探测器飞往土星就近考察之前，人们一共发现了10颗土星卫星。
土星是太阳系里的奇观，它美丽多姿，世界闻名。
是因为它身材娇小，显得玲珑精巧吗？不，在太阳系的行星中，无论个儿还是体重，土星都是“老二”，仅次于木星。它的赤道直径121万千米，身体里能容纳下750来个地球，长得一点儿也不秀气！
是因为它晶莹璀灿、光彩照人吗？也不是。土星和太阳的平均距离1427000000亿千米，距离地球也在1277000000亿千米以上，在我们地球上看来，土星的光芒不仅比金星差得远；而且比木星也要暗得多。在1781年发现天王星之前，人们还以为土星是离太阳最远的行星哩！
那么，究竟是什么使土星具有那么大的魅力呢？
是光环，美丽的光环使土星姿色迷人。
有人可能会说，光环有什么稀奇？木星不也有光环吗？是的。但是木星的光环是由大量的黑色碎石组成的，几乎不反射太阳光，所以长期以来没有被人们发现。而土星的光环却是由无数像流星一样的小块固体——粒子和砾石组成的，它们在太阳光的照射下，银光闪闪，绕在土星的腰部，把土星打扮得多么妩媚！有人说，土星光环是大自然依靠自身的力量完成的一具精妙绝伦的艺术品，自从1659年土星光环被荷兰天文学家惠更斯发现以来，人们把许许多多的赞美的话献给了它。二三百年来，土星成了天文学家和业余天文爱好者最喜欢观测的天体之一。
土星光环一共有好几个，一个套一个。总宽度有好多万千米，而厚度却只有几千米。如果把土星光环设想为一个直径为1米的圆环，那么，它的厚度比一张纸还薄。所以从望远镜看去，土星套着光环就好像戴了一顶发光的宽边大礼帽一样。几个光环并不紧挨在一起。1675年，天文学家卡西尼发现，在A环和B环之间有一圈宽约5000千米的缝隙——卡西尼缝。以后，这样的缝隙又发现了几个，于是就分开成了几个光环。不仅每两个光环之间有缝相隔，而且各环当中还有更窄的空隙。
1980年11月13日凌晨，美国“旅行者”1号空间探测器在离土星124240千米远处掠过土星，自动发回了1万多张关于土星的彩色照片和各种数据，其中有些新的发现使科学家们大吃一惊，发现土星比原来想象的要复杂得多。在土星光环的平面里，有成百成千条大小不等的环。它们大多是对称的环，看起来就像是唱片。上的波纹，但也有的是不对称的。这些环大多光滑匀称，但也有一些是锯齿形的，有些呈辐射状，还有的环甚至像发辫一样扭在一起。这些光环全部在土星的赤道面上，都是同心环。它们以不同的速度绕着土星旋转。有意思的是，土星环本身就能放出无线电信号，功率高达几百万瓦。
土星的光环是美丽的，但是它的形状老是在变化，有时还爱跟人开玩笑，突然消失不见，让你找不到它。这又是怎么回事呢？
原来，土星和我们地球一样，也是侧着身子绕着太阳旋转。土星光环受阳光照射的位置不断变化，它就不断地以不同的角度朝向我们。这样，我们在望远镜里看到的土星光环，在不同的时间里就会有不同的形状和亮度。有时候变成像一顶宽边大礼帽，悬在空中；有时候像一只花篮，很是诱人；有时候变成像一条项斑，横在土星中间，把它一分为二；而当它的侧边朝着我们的时候，薄薄的光环就干脆看不见了。在土星绕着太阳公转1周的过程中，土星光环要跟我们这样“捉迷藏”两次。
如果能到土星，上观赏一下光环，那可一定很有意思！土星的几条光环都是绕着土星旋转的，有的转得快，有的转得慢。那奇丽的景色只有你闭着眼睛去想象了。
土星是个“虚胖子”，它的个儿是地球的750多倍，司它的质量却只相当于952个地球。它的密度是九大行星中最小的，只有地球的1／8，是水的07倍。如果真有那么一个大海能够放得下土星的话，那么土星就会像橡皮球那样漂浮在水面上。
这样看来，组成土星的物质很轻，不可能是固体了。天文学家们早就发现，土星从赤道到两极，各处的自转速度不同，这说明土星的外层也同木星一样是流体。现在一般认为：土星有个直径大约2万千米的岩石核心，占土星质量的15％，核心外面包着一层5000千米左右厚的冰层，冰层外面是金属氢，厚度约8000千米，最外面就是伸展范围极广的分子氢层了。
同木星一样，土星表面也缭绕着色彩绚丽的云带，一条一条地和土星赤道面平行。从天文望远镜看去，云带以金黄色为主，还有桔红色、奶黄色，南北两极的云带是蓝中带绿的。土星大气的成分也和木星一样，主要是氢和氦，但是氨的成分比较少，而甲烷的含量比较多。
土星离开太阳几乎要比木星远1倍，所以土星表面的温度要比木星低。从理论上计算，土星表面的温度应该是零下200℃，但实际测定却是零下170℃左右，这说明土星跟木星一样，也有自己内部的“热库”。土星散发出来的热量比它从太阳接收到的热量大1倍还多。
土星、木星这两颗最大行星之间，还有很多相似的地方：木星自转很快，土星自转也不慢，只要10小时40分就自转1周；木星由于快速自转而形状变扁，土星也没有逃脱这一规律，它的赤道半径要比极半径长6000多千米。但是，土星公转的速度，比木星要慢，每秒钟964千米，绕太阳1周等于地球上29年半。看到这里，你自然而然会想到卫星。原来我们只知道太阳系里木星的卫星最多，现在已经发现土星的卫星数量超过了它。
自从1655年，惠更斯发现了土星的第1颗卫星——土卫6以来，到1978年共发现了10颗。近几年来，“先驱者”10号、11号和“旅行者”1号、2号先后采访了土星，提供了大量的资料。现在已经确定的土卫数目增加到了23颗，成为太阳系中卫星最多的一个行星。而且，根据地面观测，还发现有几十个“可疑者”，说不定它们当中有的真可能是土星的卫星哩！土星有这么多的卫星簇拥着在天空中运行，景色是多么壮观啊！
这些卫星由一半岩石和一半冰组成。岩石组成核心，外面包着冰层。从望远镜中看，这些卫星最多是个小小的亮点，其中有一半用望远镜也很难看见。“旅行者2号”的探测资料告诉我们：卫星上面有平原、峡谷、山岭，也有环形山，真可以说是千姿百态的20多个新世界哩！
已经确定的20多个卫星，除了土卫8和土卫9以外，都是规则卫星，它们的轨道近似圆形，在土星的赤道面上绕着土星旋转，旋转的方向和土星绕太阳公转的方向一致。除土卫9（可能还有土卫8）以外，这些卫星都是公转周期等于自转周期。所以它们也像月亮那样，始终以同一面对着土星。
在这些土星卫星当中，最引人注目的是土卫6。这是最先发现的1颗比月亮还要大的土星卫星，也是太阳系中目前所知的唯一有大气的卫星。“先驱者11号”和“旅行者1号”先后拜访了土卫6，给它描绘了一幅新的景象：土卫6像1只熟透了的桔子，表面掩盖桔红色的云雾，大气层的厚度达2700千米，超过了地球。大气的主要成分是氮，占98％甲烷只占1％；另外还有少量的乙烷、乙炔、已烯等等；大气温度只有零下200℃，氮气有可能冷凝成微小的液滴，在卫星表面形成液体氮的湖泊。许多人都关心土卫6上是否有生命，“旅行者1号”的最新探测发现，土卫6的云层顶端确实有与生命有关的分子，但是这并不能说土卫6上就有生命。
第二个大行星
土星是仅次于木星的大行星。直径为120800千米，体积比地球大770倍，但重量仅为地球的95倍左右。土星的比重为068，比水轻。像这样轻的行星，走遍太阳系恐怕也是找不到的。
土星为什么这样轻呢？原来它周围是一层极厚的大气圈，中央和木星一样，也有一个很重的球体；但这个球体比木星内部的球体小得多，所以比重也就相应地变小了。人们想象的土星内部结构如下：
（1）中心有一个比重为6的球体，直径是12000千米，比地球略小一些。这个球体主要是由被压碎了的岩石和铁所组成。
（2）球体的周围有一层被压缩了的冰层，比重为15，厚34000千米。
（3）冰层的外围是土星的大气圈，主要由氢和氦等轻质气体所组成。土星的大气层比木星的大气层厚，从表面冰层以上高达19000千米，密度为025。
按以上设想的模型进行计算，全体的比重约为068。
一天只有10小时的土星
从地球看土星，它反射出不太强烈的金黄色光，在最亮的时候，相当于负04等星。它虽远离太阳1425000000千米，但因体积庞大，所以比1等星亮。如把木星和土星并列在一起来看，必将形成一幅极为美丽的图景。
用望远镜看土星，首先感到的是它那巨大绚丽多采的光环；其次是横条花纹，这种横条花纹也和木星一样，都和赤道平行。
土星大气里面的氨气和甲烷，被冻成了微小的细粒，构成了氨云。氨云包围着整个土星的上空。云层有厚有薄，由于反射光的关系，厚的地方看起来较亮，薄的地方较暗，一般认为这是造成明暗花纹的原因。土星的密云当中，可能冻结的甲烷较多。
土星的一年，相当于地球29年。但1天的时间却很短，只有10多个小时。
在土星上1天的长短，也和木星一样，是因地而异的：在赤道附近，每天约10时14分，两极附近，每天要短一些。
土星的形状比木星还扁，两极的半径比赤道的半径短6360米。这个长度相当于地球的半径。
土星美丽的三重光环
土星的光环又大又美丽，单是它的直径，就有274200千米，宽67000千米，比我们地球半径大10倍以上。它确实是一个壮观的金色光环。
然而，光环的厚度，和它的直径和宽度相比较，可以说是微乎其微的。大概厚度不会超过15千米。因为它太薄，无法测出来它的精确数字。
打一个比喻：假定把土星光环的直径缩成15米，做一个模型，那么光环的宽度应该是4米，厚度连1毫米也不到了。光环都处在一个平面上，看起来像一块环形板。
从地球上看，也能证明它是一个平坦的环形板。大约每隔15年，光环的横面恰好对着地球，由于它太薄，这时就看不见它了。
光环并不是一个整体，1675年意大利的卡西尼，发现光环一共分成两个圈，中间隔开一道缝，后来人们管这个缝叫“卡西尼缝”。
1850年美国的邦德等人发现在内环的里侧还有一个较暗的环。这样一来，土星的光环就分成了3个环：最外边的A环（宽16000千米），中间的B环（宽25800千米）和紧里边的C环（宽18500千米）。
土星光环里侧转得快
A环和B环之间是“卡西尼缝”，缝的宽度差不多有4800千米，3个环当中，最亮的是月环，它闪耀着美丽的光彩。据说B环聚集着很多的物质，密度较大，所以反射太阳光也较强，看起来就较亮。C环则与此相反、密度较小，看起来较暗，甚至能透过它看到土星的本体。
光环的性质和宽度各个不同，但3个光环却完全在一个平面上，并围绕土星赤道上空旋转。
光环如果是一块整体薄板的话，它必然越向外转得越快。如果外侧转得慢而里侧转得快，那么这块板就要碎得七零八落了。
土星的光环经过仔细观测，发现越向外转得越慢，由此可以证明它肯定不是一块整体的板，而是一些零散的圆粒。
零散的圆粒越靠近外方，受土星的引力越小，转得越慢。这和绕太阳旋转的9个行星一样，紧里面的水星转得最快，其余的几个行星，越向外转得越慢。
土星光环的真相
组成土星光环的颗粒，到底是什么样的物质呢？
美国的科克和富兰克林两人根据实验证明，颗粒的大小在5千米以下。还有美国的柯伊伯认为，颗粒的真正形态几乎都是冰块。
光环的中心部分，也许不是冰块。有可能是包着冰雪的陨石。这些冰块和陨石，最初作为一个或几个卫星绕土星旋转，但它们太靠近土星，由于引力关系，就被拉得七零八落了。靠近大天体（土星）的小天体（卫星），一旦在大天体的半径244倍以内，就被粉碎成小颗粒。这是洛希发现的定律，叫作洛希极限。
土星光环的半径是137600千米，土星半径的244倍是147376千米，因而土星的光环恰好在洛希极限之内。
土星的卫星种种
土星除了光环以外，还有大大小小11个卫星。在西方，分别以天神给它们命名，现在我们按照它们和土星的距离，从里向外分别叫作“土卫1～土卫11”。
其中土卫6是最大的卫星，直径有4880千米，比地球的月亮还大。1944年发现它有一层甲烷大气。
其余的一些“月亮”是：土卫5直径1400千米，土卫3、土卫4、土卫8直径各为1000千米；土卫1和土卫2各600千米；土卫7400千米；土卫9200千米。
土卫10是1904年由皮克灵（美国的天文学家，1846～1919）发现的。土卫11是在1967年发现的，这两个卫星的大小，目前还不清楚。
靠近土星的5个卫星，都覆盖着冰和雪；尤其是最靠近土星的那个土卫1，密度只有027，比水的1／3还轻，而且也很亮。因此有人认为它很可能是完全由雪块构成的。还有，土卫11也是一个逆行卫星。
总之，土星周围多冰，如果作宇宙飞行，无论到哪个卫星上着陆，是不愁没有氢和氧的。
