土衛六

土衛六 titanium（moon）也被稱為土衛六，是一顆圍繞土星運行的衛星。它是土星最大的衛星，也是太陽系第二大衛星。在太陽系150多顆已知衛星中，土衛六是唯一一顆擁有厚厚大氣層的衛星。

1655年3月25日，荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯發現了土衛六。1847年約翰·赫歇爾是以神話中的泰坦命名的。研究表明，土衛六的形成可以追溯到最初的星云形成時期。其內部結構主要如下：巖石核心層—高壓冰殼層—液態水—水冰殼層和有機分子層。土衛六上有含有甲烷和乙烷等液態碳氫化合物的河流s面、湖泊和海洋。它的大氣主要由氮氣組成，其中氮氣占98.4%，甲烷占1.6%以及氫占0.1-2% 。

在太空時代，科學家們先后通過哈勃太空望遠鏡、先鋒11號探測器、旅行者1號、旅行者2號和卡西尼號宇宙飛船攜帶惠更斯號探測器對土衛六進行觀測和探索。旅行者1號成功記錄了土衛六的密度、成分和大氣溫度等。卡西尼號—惠更斯提供了土衛六的詳細視圖s表面和復雜的大氣。研究表明，土衛六富含維持生命所需的所有元素。

《星際迷航》《星際迷航復仇者》等電影電視劇都以泰坦為主要場景。許多作家也把泰坦作為他們小說的主題或背景。

早期研究

1650年，荷蘭天文學家克里斯蒂安·惠更斯是在他弟弟的伽利略望遠鏡中受到啟發的（小康斯坦丁·惠更斯）在的幫助下，我開始研制自己的望遠鏡，并用它來觀察木星第一顆衛星和土星。1655年，惠更斯用他自己的望遠鏡發現了一個繞土星運行的物體。起初，他不確定這是什么，但經過幾次觀察，他確定這是一顆衛星，即土衛六。

惠更斯發現的有關泰坦的知識在清朝中期傳入中國。傳教士傅盛澤在他的書《歷法問答》（1716年）土星 s環和泰坦介紹。1760年，《地球圖說》，由米歇爾伯努瓦翻譯，錢大昕補充，進一步介紹了土星 s環和泰坦，其中提到“有五顆小星圍繞土星運行，四顆小星圍繞木星運行”此外，在介紹金、木、水、火、地球與人類美國的五星時間也涉及土星的速度 它有五顆衛星：土星旁邊有五顆小星，每顆都有一個繞土星的電流輪·第四顆行星是十五號九十分鐘·俱循本輪一周”第四顆星是泰坦星。

快速發展

20世紀上半葉，隨著望遠鏡的改進，天文學家對土衛六有了更多的發現：

在1908 年，加泰羅尼亞的天文學家何塞·科馬斯·索拉觀察到土衛六的邊緣比中心部分更暗。他認為這就是為什么土衛六有大氣層。哥廷根大學的魯珀特·威爾特 (Rupert Wildt)在20世紀30年代， 計算出泰坦 的質量和溫度足以維持其分子量為16（如甲烷）或者更重的氣體。

1944年，荷蘭裔美國天文學家杰拉德·柯伊伯通過對甲烷的光譜探測證實了土衛六擁有大氣層，并通過先進的望遠鏡觀察到土衛六 美國的大氣稠密而朦朧。

鼎盛時期

20世紀60年代以后，人們通過行星探測器對土衛六有了更多的了解：

探索土衛六的第一艘宇宙飛船先驅者11號于1979年9月1日飛越土星系統，不僅證實了天文學家先前對土衛六溫度和質量的研究，而且在土衛六 高層大氣。

當旅行者1號和旅行者2號穿越土星時1980年和1981年，他們發現了土衛六的分離層揭示了它的大氣主要由氮組成。旅行者號還發現土衛六含有乙炔的痕跡、乙烷、丙烷和其他有機分子。在旅行者1號抵達土星系統之前，一些科學家根據其低溫和甲烷含量推測，土衛六可能有一個以液態烴為主的海洋。

旅行者1號提供了土衛六表面溫度氣壓和半徑的測量結果，結果顯示土衛六并不是太陽系最大的衛星，而是第二大衛星。旅行者號還發現，土衛六的亮度從北到南存在顯著差異，這被認為是季節性的（這個假設后來被證實了）

1994年，美國國家航空航天局 哈勃太空望遠鏡觀測到了一大片明亮和黑暗的土衛六，其中明亮的區域相當于澳大利亞的大小。

卡西尼號—惠更斯號探測器在土衛六發現了湖泊和海洋2004年在北極地區。2005年1月14日，惠更斯號探測器再次降落在土衛六上，降落在現在被稱為阿迪里的明亮區域的最東部。在調查過程中，惠更斯拍攝了土衛六蒼白的山丘和流向黑暗平原的黑色“河流”和其他表面特征。天文學家基于卡西尼號飛船“可見紅外成像光譜儀”2009年和2010年飛越土衛六期間獲得的觀測數據發現了土衛六的塵暴現象。

命名

1655年，惠更斯在小冊子《土星衛星的新觀測》中將其命名為Saturni Luna （拉丁語，意為“土星的衛星” ）1673年至1686年間，喬瓦尼·多梅尼科·卡西尼在土星周圍又發現了四顆衛星，天文學家開始稱它們為土星I到土星v（土衛六在第四位，叫土星四）威廉·赫歇爾 (William   Herschel) 在1789年發現了恩克拉多斯，發現恩克拉多斯比其他衛星更靠近土星，所以土星 的衛星必須重新命名。泰坦的名字和土星的名字其他主要的月亮是威廉寫的·它是由赫歇爾 他的兒子約翰：1847年，約翰·赫歇爾發表了《好望角天文觀測結果》，他建議用神話中的泰坦和克洛諾斯 的兄弟姐妹們。經過這樣的命名，泰坦被固定為泰坦（盡管此后發現了幾顆更靠近土星的小衛星）

根據土衛六的運動特點，科學家們、從物理條件和化學成分來看，土衛六是和土星一起演化的，屬于穩定衛星，可以 不會是后來土星捕獲的小天體。NASA和ESA通過測量Titan 的氣氛（奧爾特云是圍繞太陽運行的球形云，距離為50003356到100000個天文單位）中氮同位素比值最相似。泰坦 s大氣氮比率顯示其成分處于太陽系歷史早期（原太陽星云的形成時期）就形成了。

物理性質

土衛六的半徑約為2575 km，比月球寬近50倍%守護星六距離土星大約120萬公里，土星本身距離太陽大約14億公里，大約是9.5個天文單位（133，356天文單位是地球到太陽的距離）太陽光到達土衛六大約需要80分鐘。由于距離太陽較遠，土星和土衛六的光照強度比地球低100倍左右，因此土衛六的表面溫度約為94K (179.2  C）在這個溫度下，水冰的蒸氣壓極低，所以大氣的平流層中只有少量的水蒸氣。如果大氣中的甲烷沒有在其表面產生溫室效應，土衛六的溫度會低得多。

泰坦 的引力強度約為1.352m/s2。它表面的壓力比地球上的壓力高60s面%大約，但是密度沒有地球大s表面，其平均密度為1.88g/立方厘米，質量1.345×1023 kg。

結構

泰坦 的結構是通過收集望遠鏡觀測的證據和旅行者號和卡西尼號任務中收集的證據構建的。根據卡西尼-基于惠更斯任務數據的模型顯示，土衛六有五個主要層：最里層是直徑約4000公里的巖芯（主要由含水硅酸鹽巖石組成）在巖石核心周圍是一層水冰殼——，其中一層叫做冰-特殊類型的VI 只能在極高的壓力下找到。高壓冰的外圍是一層含鹽的液態水，液態水的外層是水冰殼。水冰的表面覆蓋著有機分子，這些有機分子在雨后以沙子和液體的形式從大氣中沉淀下來。泰坦 火星表面被稠密的大氣層包圍著。

卡西尼飛船對土衛六的多次重力測量顯示，土衛六內部存在含有液態水的地下海洋。歐洲太空總署的惠更斯探測器也在2005年降落到土衛六表面通過對無線電信號的測量，它表明在其冰層下55至80公里處有一個海洋。

表面

在太陽系的眾多行星中，土衛六 s表面與地球最相似，但溫度遠低于地球，化學成分也不同。研究表明，土衛六上可能有冰火山s面、甲烷湖泊（或海洋）以及沙丘等。

冰火山

2004年末和2005年初，當卡西尼飛船飛越土衛六時，它發現了土衛六上火山活動的證據：卡西尼 美國的特殊紅外照相機發現了一個30公里寬的圓形地形稠密的大氣層。這個圓形結構有兩個翼展，從它的西面延伸人們認為這個圓形結構是一座圓頂狀的冰火山。它類似于地球上的金星和火山，每個地質層都是由一系列熔巖流造成的。在泰坦火山的中心，有深色的斑塊，可能是隕石坑。火山釋放的物質可能是化學物質，如甲烷冰和氨。

甲烷湖泊或海洋

泰坦星上有大型湖泊s面（或海洋）內部由液態甲烷和乙烷構成。這些湖泊中的大部分是在泰坦附近發現的美國極地地區，如安大略湖。這個甲烷湖已經被證實位于土衛六附近美國的南極，有15，000平方公里的表面積（它比地球上同名的安大略湖小20%，最大深度7米。觀測到的最大的湖泊是克拉肯湖，這是一個靠近北極的甲烷湖。它的表面積約為40萬平方公里，比里海還大，估計有160米深。卡西尼號還以每秒 0的速度探測到湖面.7米以1的速度移動.5厘米高的淺毛細波（又稱波紋波）

里賈納湖是泰坦上第二個已知的湖泊它與克拉肯湖相連，也位于北極附近。面積約126萬平方公里，海岸線2000多公里，比蘇必利爾湖還大。和克拉肯湖一樣，它的名字來自希臘神話。NASA  (NASA) 觀察到湖中有一個面積為260平方公里的小島，并給它命名“魔幻島”該島于2013年7月首次被發現，隨后消失，直到2014年8月再次出現（略有變化）推測可能與土衛六的季節變化有關。

卡西尼號—惠更斯還在土衛六上發現了一些碳氫化合物湖赤道沙漠，如香格里拉的一個湖。這個湖大約是猶他州面積的一半大鹽湖，就像地球上的沙漠綠洲。據推測，這些赤道湖泊的水源可能來自地下含水層。研究表明，土衛六上的甲烷雨可能會與地下的冰物質相互作用，產生液態乙烷和丙烷，它們最終可能會流入湖泊。

沙丘及隕石坑

土衛六上有大面積的黑色沙丘，主要分布在赤道地區。這些沙丘中的“沙子”它由深色的碳氫化合物顆粒組成，看起來像咖啡渣。從外觀上看，這些長達數百公里高數米的線性沙丘與非洲納米比亞沙漠中看到的沙丘相似。據推測，這些沙丘可能是由太陽和泰坦 稠密的大氣層。

泰坦 s表面形成于1億至10億年前，整體看起來比較平坦，但偶爾會有500米至1千米高的山脈。土衛六和地球類似隨著時間的推移，地球上的隕石坑將被液體淹沒（在地球上是水）板塊構造期間的風和力的消除。然而，在土衛六上也發現了一些撞擊坑包括一個440公里寬的被稱為Menerwa的雙環沖擊盆地；一個較小的、一個60公里寬的平底隕石坑，名為辛拉普；還有一個30公里長的隕石坑，中間有一個山峰，名為凱薩。雷達和軌道成像也觀察到了土衛六上的其他天體s面“隕石坑”它們是圓形的，如名為瓜博尼托的隕石坑，寬90公里，充滿黑色沉積物。在香格里拉和阿魯的黑暗區域也觀察到了幾個類似的隕石坑。

大氣圈

太陽系有150多顆衛星，但土衛六與眾不同，它是唯一一顆擁有濃厚大氣層的衛星。土衛六上的大氣壓力美國的表面比地球表面高出約60%這大致相當于一個人在地球表面以下15米處游泳時感受到的壓力的海洋。因為泰坦 s的質量小于地球 在美國，它的重力不會像地球那樣緊緊束縛它的氣層它的大氣層深入太空將近600公里，大約是地球的10倍的氣氛。泰坦 美國的大氣壓力和溫度曲線顯示了四個區域：高度約40～50公里的對流層；從對流層頂到平流層，高度約250公里；從平流層頂部到高度約500公里的中間層；最后是熱層。

在平流層中，氮占98.4%，其余1.6%主要由甲烷 組成(1.4% 和氫 (1-2% 組成。還有其他碳氫化合物的痕跡，比如乙烷、丁二炔、甲基乙炔、乙炔、丙烷等；和其它氣體，例如氰乙炔、氰化氫、二氧化碳、一氧化碳、氰、氬和氦。高高在上的泰坦在土星 s大氣中，甲烷和氮分子被太陽紫外線和加速高能粒子分解這些分子碎片重組形成各種有機化學物質（含碳和氫的物質）甲烷、這些由氮分裂和循環產生的化合物會形成一種煙霧——，一種厚厚的橙色薄霧，使土衛六的表面很難從太空中觀察到。

泰坦中所有甲烷的來源美國的大氣仍然是一個謎。因為陽光持續分解泰坦星的甲烷美國的大氣，必須有一些來源來補充甲烷，否則它會隨著時間的推移而耗盡。研究人員懷疑甲烷可能被噴入了土衛六美國大氣受到低溫火山作用的影響（火山釋放冰水而不是熔巖）但這種懷疑并未得到證實。

泰坦 美國環繞土星的軌道半徑為1221850公里，偏心率為0.0292，軌道平面和土星的交角赤道面為0.33°。土衛六繞土星一周需要15天22小時。它由潮汐鎖定和土星同步旋轉（就像地球和月亮一樣）土衛六繞軌道運行時總是面向土星的同一個方向。土星 地球繞太陽一周大約需要29個地球年（土星年）土星 地球的旋轉軸像地球一樣傾斜，從而產生了季節。但是土星每個季節持續的時間超過7個地球年。因為土衛六大致沿著土星運行赤道平面，和土衛六 土星相對于太陽的傾角大致與土星相同美國，泰坦和土星和美國的季節是一樣的——年的季節持續7個地球年以上，一年持續29個地球年。

距離土衛六表面1600公里以上高度的等離子體密度很大程度上取決于土衛六是在土星的夜晚還是白天研究小組認為土星 白天s磁場更強，為了維持磁壓平衡，必須降低高空密度。到了晚上，情況正好相反。這種磁場強度的差異是由太陽風造成的：來自太陽的質子猛烈撞擊土星的正面的磁場，壓縮它，使它變得更強。當土衛六快速穿過這一區域時，其電離層會自然壓縮，以平衡更大的磁壓力。到了晚上，磁壓下降，又會膨脹。

衛星會對其軌道行星施加微小的引力，拉動它們，土衛六也會以類似的方式拉動土星。2020年前的研究表明，泰坦 s遠離土星的速度是0.1厘米/年。然而，2020年的研究表明，由于土星內部的摩擦力比地球上弱，土衛六實際上正以每年11 厘米的速度遠離土星。

業余觀測

因為土星的亮度s球和土星的干擾s環系統，如果沒有儀器的幫助，業余愛好者通常很難找到土衛六。在觀察之前，你可以使用天文應用程序（Such as the Sky Map map、星 走3356免費、SkySafari 等）確認泰坦 它在天空中的位置和最佳觀測時間。用望遠鏡觀測時，可以將瞄準鏡對準土衛六，或者使用自動取景器。土衛六將呈現一個亮紅色的圓盤。觀看土星衛星（包括土衛六）最佳時間是土星 日食，當土星 的亮度達到最高。

專業觀測

使用6-8英寸的望遠鏡在觀測土衛六時只能看到棕色或橙色的恒星或圓點。使用14英寸或更大的望遠鏡，你將能夠看到土衛六 橙色圓盤。如果它 你可以把望遠鏡放大150倍-250次來辨認泰坦。如果你使用大口徑望遠鏡，你將能夠獲得更清晰的視野。也可以使用紅外繪圖光譜儀（VIMS）觀測土衛六的光譜特征甲烷吸收帶之間的大氣窗口。

1655年3月25日，天文學家惠更斯用自制的3.用7米長的折射望遠鏡觀測土星時，發現了土衛六。1944年，荷蘭天文學家杰拉德·柯伊伯利用新研制的光譜儀對土衛六進行了系統觀測，發現土衛六上存在甲烷氣體。

科學探測

第一個訪問土星的探測器美國的系統是1979年的先鋒11號，它同時拍攝了土衛六和土星的圖像，并揭示了土衛六可能太冷了，無法支持生命。旅行者1號和旅行者2號分別于1980年和1981年在土衛六上進行觀測。兩個探測器都配備了科學成像系統、紫外光譜儀、紅外干涉光譜儀、光偏振計、三軸磁通門磁力儀、等離子體光譜儀、低能帶電粒子實驗儀、等離子體波實驗儀、宇宙射線望遠鏡和科學無線電系統。旅行者2號只在前往天王星和海王星的途中成功拍攝了土衛六的快照，但旅行者1號成功飛越了土衛六，拍攝了照片并記錄了數據。這些數據包括土衛六的密度、成分和大氣溫度。旅行者1號還精確測量了土衛六的質量。2004年，在對旅行者1號橙色濾光片拍攝的圖像進行密集的數字處理后，科學家們發現了現在所謂的“世外桃源”和“香格里拉”的兩個地方。但由于大氣霧霾的阻擋，無法直接拍攝其表面的照片。

卡西尼號宇宙飛船搭載了歐洲航天局的惠更斯號探測器，于2004年成功繞土星飛行，并首次透過霧霾觀測土衛六。隨后，惠更斯號與卡西尼號分離，穿過土衛六 降落在土衛六上這是探測器第一次在外太陽系著陸。惠更斯探測器由兩部分組成：入口組件模塊和下降模塊。入口組裝模塊攜帶了與卡西尼分離后控制惠更斯的設備，以及充當制動器和熱保護的隔熱罩。下降艙包含科學儀器和三個不同的降落傘，它們按順序部署，控制惠更斯下降到土衛六表面。惠更斯成功收集了土衛六在下降過程中和著陸后的圖像和大氣數據，并將這些數據傳輸給卡西尼，卡西尼再將這些數據轉發給地球。卡西尼號在13年內飛越土衛六127次，使用包括雷達和紅外儀器在內的工具來透視土衛六最終為科學家們提供了土衛六 s表面和復雜的大氣。

卡西尼號之后，科學家們提出了幾個向土衛六發送機器人太空探測器的建議。包括美國宇航局/歐洲航天局 美國探索土星的聯合項目土衛六土星系統任務（TSSM）2012年初，愛達荷大學的科學家杰森·巴恩斯 (Barnes) 提出了另一個探測泰坦的項目，——泰坦野戰空中偵察機（AVIATR）它將飛越土衛六并拍攝其表面的高清圖像。但是美國宇航局沒有t批準7.15億美元，所以項目還沒確定。另一個名為“泰坦湖原位采樣推進探測器” (TALISE) 湖登陸器項目由西班牙私人工程公司SENER和馬德里天體生物學中心于2012年底提出。這個探測器將擁有自己的推進系統，因此它不會局限于著陸時簡單地在湖上漂流。

2022年11月45日晚上，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）近紅外攝像機 (NIRCam) 和近紅外光譜儀 (NIRSpec) 號觀測到了土衛六。這兩種儀器的光譜覆蓋范圍很廣（其中，近紅外光譜儀的光譜分辨率優于Cassini 南-惠更斯更好）而且它擁有和地面上最大的望遠鏡一樣的空間分辨率和前所未有的靈敏度。

2017年9月15日3356據中國之聲《新聞縱橫》報道，北京時間15號晚上，卡西尼號被美國宇航局執行死刑（NASA）的最后一條指令：自我焚毀。這個星際飛船在20世紀末點燃推進器，一頭扎進土星 與它探索了13年的氣態行星融合。

據 NASA 官員稱：美國宇航局 s多旋翼無人機預計2026年離開地球， 20343356年登陸土衛六，尋找土衛六上的生命跡象。

2016年，馬丁·《美國國家科學院院刊》年，由Ram博士領導的康奈爾大學研究團隊發表了一項題為“聚酰亞胺的多態性和電子結構及其對泰坦生命起源前化學的潛在意義”的報告。報告中提到，拉姆和他的同事們研究了氰化氫在提坦 他們認為氰化氫是生命起源的核心。與此同時，康奈爾大學團隊還利用量子力學計算表明：聚酰亞胺具有電子和結構特性，可以在非常寒冷的條件下促進前生物化學這一發現意味著土衛六上可能存在能量表面來驅動有機生命的光化學反應，甚至促進有機生命的發展。

英國倫敦大學學院外聘研究員多米尼克·福爾特斯（Dominic   Ford）在他的論文中，泰坦的內部結構和泰坦與太陽之間的關系討論了地球的表面和地質特征。福蒂斯構建了一系列土衛六內部模型，并將這些模型與卡西尼射電科學實驗新獲得的數據進行了對比，結果顯示土衛六 的內部部分甚至完全分化。富通銀行的模型排除了泰坦內部有金屬核心的可能性（這一研究結果與卡西尼磁強計的數據一致）研究表明，土衛六內部存在相對低溫和潮濕的巖石。

2022年，斯坦福大學的科學家們建造了一個模型，可以模擬泰坦 獨特的地貌。這個模型展示了泰坦的沙丘、平原和迷宮是如何形成的。基于沉積物形成的假設，研究人員使用了現有的關于泰坦 氣候和風驅動的沉積物搬運方向來解釋其獨特的平行地質構造帶。研究人員預測，赤道兩側中緯度地區的沉積物輸送將會停滯，其中會發生燒結（相鄰的粒子融合成一片）可能占主導地位，并產生越來越多的粗顆粒，最終成為構成泰坦平原的基巖。他們還認為泰坦巨人島上獨特的懸崖南極可能就像地球上石灰巖中的喀斯特地貌。但這種地貌與地球上的形成過程不同：泰坦附近有許多河流南極和頻繁的暴雨，使得沉積物不是由風而是由河流輸送的。