土卫六

土卫六 titanium（moon）也被称为土卫六，是一颗围绕土星运行的卫星。它是土星最大的卫星，也是太阳系第二大卫星。在太阳系150多颗已知卫星中，土卫六是唯一一颗拥有厚厚大气层的卫星。

1655年3月25日，荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯发现了土卫六。1847年约翰·赫歇尔是以神话中的泰坦命名的。研究表明，土卫六的形成可以追溯到最初的星云形成时期。其内部结构主要如下：岩石核心层—高压冰壳层—液态水—水冰壳层和有机分子层。土卫六上有含有甲烷和乙烷等液态碳氢化合物的河流s面、湖泊和海洋。它的大气主要由氮气组成，其中氮气占98.4%，甲烷占1.6%以及氢占0.1-2% 。

在太空时代，科学家们先后通过哈勃太空望远镜、先锋11号探测器、旅行者1号、旅行者2号和卡西尼号宇宙飞船携带惠更斯号探测器对土卫六进行观测和探索。旅行者1号成功记录了土卫六的密度、成分和大气温度等。卡西尼号—惠更斯提供了土卫六的详细视图s表面和复杂的大气。研究表明，土卫六富含维持生命所需的所有元素。

《星际迷航》《星际迷航复仇者》等电影电视剧都以泰坦为主要场景。许多作家也把泰坦作为他们小说的主题或背景。

早期研究

1650年，荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯是在他弟弟的伽利略望远镜中受到启发的（小康斯坦丁·惠更斯）在的帮助下，我开始研制自己的望远镜，并用它来观察木星第一颗卫星和土星。1655年，惠更斯用他自己的望远镜发现了一个绕土星运行的物体。起初，他不确定这是什么，但经过几次观察，他确定这是一颗卫星，即土卫六。

惠更斯发现的有关泰坦的知识在清朝中期传入中国。传教士傅盛泽在他的书《历法问答》（1716年）土星 s环和泰坦介绍。1760年，《地球图说》，由米歇尔伯努瓦翻译，钱大昕补充，进一步介绍了土星 s环和泰坦，其中提到“有五颗小星围绕土星运行，四颗小星围绕木星运行”此外，在介绍金、木、水、火、地球与人类美国的五星时间也涉及土星的速度 它有五颗卫星：土星旁边有五颗小星，每颗都有一个绕土星的电流轮·第四颗行星是十五号九十分钟·俱循本轮一周”第四颗星是泰坦星。

快速发展

20世纪上半叶，随着望远镜的改进，天文学家对土卫六有了更多的发现：

在1908 年，加泰罗尼亚的天文学家何塞·科马斯·索拉观察到土卫六的边缘比中心部分更暗。他认为这就是为什么土卫六有大气层。哥廷根大学的鲁珀特·威尔特 (Rupert Wildt)在20世纪30年代， 计算出泰坦 的质量和温度足以维持其分子量为16（如甲烷）或者更重的气体。

1944年，荷兰裔美国天文学家杰拉德·柯伊伯通过对甲烷的光谱探测证实了土卫六拥有大气层，并通过先进的望远镜观察到土卫六 美国的大气稠密而朦胧。

鼎盛时期

20世纪60年代以后，人们通过行星探测器对土卫六有了更多的了解：

探索土卫六的第一艘宇宙飞船先驱者11号于1979年9月1日飞越土星系统，不仅证实了天文学家先前对土卫六温度和质量的研究，而且在土卫六 高层大气。

当旅行者1号和旅行者2号穿越土星时1980年和1981年，他们发现了土卫六的分离层揭示了它的大气主要由氮组成。旅行者号还发现土卫六含有乙炔的痕迹、乙烷、丙烷和其他有机分子。在旅行者1号抵达土星系统之前，一些科学家根据其低温和甲烷含量推测，土卫六可能有一个以液态烃为主的海洋。

旅行者1号提供了土卫六表面温度气压和半径的测量结果，结果显示土卫六并不是太阳系最大的卫星，而是第二大卫星。旅行者号还发现，土卫六的亮度从北到南存在显著差异，这被认为是季节性的（这个假设后来被证实了）

1994年，美国国家航空航天局 哈勃太空望远镜观测到了一大片明亮和黑暗的土卫六，其中明亮的区域相当于澳大利亚的大小。

卡西尼号—惠更斯号探测器在土卫六发现了湖泊和海洋2004年在北极地区。2005年1月14日，惠更斯号探测器再次降落在土卫六上，降落在现在被称为阿迪里的明亮区域的最东部。在调查过程中，惠更斯拍摄了土卫六苍白的山丘和流向黑暗平原的黑色“河流”和其他表面特征。天文学家基于卡西尼号飞船“可见红外成像光谱仪”2009年和2010年飞越土卫六期间获得的观测数据发现了土卫六的尘暴现象。

命名

1655年，惠更斯在小册子《土星卫星的新观测》中将其命名为Saturni Luna （拉丁语，意为“土星的卫星” ）1673年至1686年间，乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼在土星周围又发现了四颗卫星，天文学家开始称它们为土星I到土星v（土卫六在第四位，叫土星四）威廉·赫歇尔 (William   Herschel) 在1789年发现了恩克拉多斯，发现恩克拉多斯比其他卫星更靠近土星，所以土星 的卫星必须重新命名。泰坦的名字和土星的名字其他主要的月亮是威廉写的·它是由赫歇尔 他的儿子约翰：1847年，约翰·赫歇尔发表了《好望角天文观测结果》，他建议用神话中的泰坦和克洛诺斯 的兄弟姐妹们。经过这样的命名，泰坦被固定为泰坦（尽管此后发现了几颗更靠近土星的小卫星）

根据土卫六的运动特点，科学家们、从物理条件和化学成分来看，土卫六是和土星一起演化的，属于稳定卫星，可以 不会是后来土星捕获的小天体。NASA和ESA通过测量Titan 的气氛（奥尔特云是围绕太阳运行的球形云，距离为50003356到100000个天文单位）中氮同位素比值最相似。泰坦 s大气氮比率显示其成分处于太阳系历史早期（原太阳星云的形成时期）就形成了。

物理性质

土卫六的半径约为2575 km，比月球宽近50倍%守护星六距离土星大约120万公里，土星本身距离太阳大约14亿公里，大约是9.5个天文单位（133，356天文单位是地球到太阳的距离）太阳光到达土卫六大约需要80分钟。由于距离太阳较远，土星和土卫六的光照强度比地球低100倍左右，因此土卫六的表面温度约为94K (179.2  C）在这个温度下，水冰的蒸气压极低，所以大气的平流层中只有少量的水蒸气。如果大气中的甲烷没有在其表面产生温室效应，土卫六的温度会低得多。

泰坦 的引力强度约为1.352m/s²。它表面的压力比地球上的压力高60s面%大约，但是密度没有地球大s表面，其平均密度为1.88g/立方厘米，质量1.345×1023 kg。

结构

泰坦 的结构是通过收集望远镜观测的证据和旅行者号和卡西尼号任务中收集的证据构建的。根据卡西尼-基于惠更斯任务数据的模型显示，土卫六有五个主要层：最里层是直径约4000公里的岩芯（主要由含水硅酸盐岩石组成）在岩石核心周围是一层水冰壳——，其中一层叫做冰-特殊类型的VI 只能在极高的压力下找到。高压冰的外围是一层含盐的液态水，液态水的外层是水冰壳。水冰的表面覆盖着有机分子，这些有机分子在雨后以沙子和液体的形式从大气中沉淀下来。泰坦 火星表面被稠密的大气层包围着。

卡西尼飞船对土卫六的多次重力测量显示，土卫六内部存在含有液态水的地下海洋。欧洲太空总署的惠更斯探测器也在2005年降落到土卫六表面通过对无线电信号的测量，它表明在其冰层下55至80公里处有一个海洋。

表面

在太阳系的众多行星中，土卫六 s表面与地球最相似，但温度远低于地球，化学成分也不同。研究表明，土卫六上可能有冰火山s面、甲烷湖泊（或海洋）以及沙丘等。

冰火山

2004年末和2005年初，当卡西尼飞船飞越土卫六时，它发现了土卫六上火山活动的证据：卡西尼 美国的特殊红外照相机发现了一个30公里宽的圆形地形稠密的大气层。这个圆形结构有两个翼展，从它的西面延伸人们认为这个圆形结构是一座圆顶状的冰火山。它类似于地球上的金星和火山，每个地质层都是由一系列熔岩流造成的。在泰坦火山的中心，有深色的斑块，可能是陨石坑。火山释放的物质可能是化学物质，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）内部由液态甲烷和乙烷构成。这些湖泊中的大部分是在泰坦附近发现的美国极地地区，如安大略湖。这个甲烷湖已经被证实位于土卫六附近美国的南极，有15，000平方公里的表面积（它比地球上同名的安大略湖小20%，最大深度7米。观测到的最大的湖泊是克拉肯湖，这是一个靠近北极的甲烷湖。它的表面积约为40万平方公里，比里海还大，估计有160米深。卡西尼号还以每秒 0的速度探测到湖面.7米以1的速度移动.5厘米高的浅毛细波（又称波纹波）

里贾纳湖是泰坦上第二个已知的湖泊它与克拉肯湖相连，也位于北极附近。面积约126万平方公里，海岸线2000多公里，比苏必利尔湖还大。和克拉肯湖一样，它的名字来自希腊神话。NASA  (NASA) 观察到湖中有一个面积为260平方公里的小岛，并给它命名“魔幻岛”该岛于2013年7月首次被发现，随后消失，直到2014年8月再次出现（略有变化）推测可能与土卫六的季节变化有关。

卡西尼号—惠更斯还在土卫六上发现了一些碳氢化合物湖赤道沙漠，如香格里拉的一个湖。这个湖大约是犹他州面积的一半大盐湖，就像地球上的沙漠绿洲。据推测，这些赤道湖泊的水源可能来自地下含水层。研究表明，土卫六上的甲烷雨可能会与地下的冰物质相互作用，产生液态乙烷和丙烷，它们最终可能会流入湖泊。

沙丘及陨石坑

土卫六上有大面积的黑色沙丘，主要分布在赤道地区。这些沙丘中的“沙子”它由深色的碳氢化合物颗粒组成，看起来像咖啡渣。从外观上看，这些长达数百公里高数米的线性沙丘与非洲纳米比亚沙漠中看到的沙丘相似。据推测，这些沙丘可能是由太阳和泰坦 稠密的大气层。

泰坦 s表面形成于1亿至10亿年前，整体看起来比较平坦，但偶尔会有500米至1千米高的山脉。土卫六和地球类似随着时间的推移，地球上的陨石坑将被液体淹没（在地球上是水）板块构造期间的风和力的消除。然而，在土卫六上也发现了一些撞击坑包括一个440公里宽的被称为Menerwa的双环冲击盆地；一个较小的、一个60公里宽的平底陨石坑，名为辛拉普；还有一个30公里长的陨石坑，中间有一个山峰，名为凯萨。雷达和轨道成像也观察到了土卫六上的其他天体s面“陨石坑”它们是圆形的，如名为瓜博尼托的陨石坑，宽90公里，充满黑色沉积物。在香格里拉和阿鲁的黑暗区域也观察到了几个类似的陨石坑。

大气圈

太阳系有150多颗卫星，但土卫六与众不同，它是唯一一颗拥有浓厚大气层的卫星。土卫六上的大气压力美国的表面比地球表面高出约60%这大致相当于一个人在地球表面以下15米处游泳时感受到的压力的海洋。因为泰坦 s的质量小于地球 在美国，它的重力不会像地球那样紧紧束缚它的气层它的大气层深入太空将近600公里，大约是地球的10倍的气氛。泰坦 美国的大气压力和温度曲线显示了四个区域：高度约40～50公里的对流层；从对流层顶到平流层，高度约250公里；从平流层顶部到高度约500公里的中间层；最后是热层。

在平流层中，氮占98.4%，其余1.6%主要由甲烷 组成(1.4% 和氢 (1-2% 组成。还有其他碳氢化合物的痕迹，比如乙烷、丁二炔、甲基乙炔、乙炔、丙烷等；和其它气体，例如氰乙炔、氰化氢、二氧化碳、一氧化碳、氰、氩和氦。高高在上的泰坦在土星 s大气中，甲烷和氮分子被太阳紫外线和加速高能粒子分解这些分子碎片重组形成各种有机化学物质（含碳和氢的物质）甲烷、这些由氮分裂和循环产生的化合物会形成一种烟雾——，一种厚厚的橙色薄雾，使土卫六的表面很难从太空中观察到。

泰坦中所有甲烷的来源美国的大气仍然是一个谜。因为阳光持续分解泰坦星的甲烷美国的大气，必须有一些来源来补充甲烷，否则它会随着时间的推移而耗尽。研究人员怀疑甲烷可能被喷入了土卫六美国大气受到低温火山作用的影响（火山释放冰水而不是熔岩）但这种怀疑并未得到证实。

泰坦 美国环绕土星的轨道半径为1221850公里，偏心率为0.0292，轨道平面和土星的交角赤道面为0.33°。土卫六绕土星一周需要15天22小时。它由潮汐锁定和土星同步旋转（就像地球和月亮一样）土卫六绕轨道运行时总是面向土星的同一个方向。土星 地球绕太阳一周大约需要29个地球年（土星年）土星 地球的旋转轴像地球一样倾斜，从而产生了季节。但是土星每个季节持续的时间超过7个地球年。因为土卫六大致沿着土星运行赤道平面，和土卫六 土星相对于太阳的倾角大致与土星相同美国，泰坦和土星和美国的季节是一样的——年的季节持续7个地球年以上，一年持续29个地球年。

距离土卫六表面1600公里以上高度的等离子体密度很大程度上取决于土卫六是在土星的夜晚还是白天研究小组认为土星 白天s磁场更强，为了维持磁压平衡，必须降低高空密度。到了晚上，情况正好相反。这种磁场强度的差异是由太阳风造成的：来自太阳的质子猛烈撞击土星的正面的磁场，压缩它，使它变得更强。当土卫六快速穿过这一区域时，其电离层会自然压缩，以平衡更大的磁压力。到了晚上，磁压下降，又会膨胀。

卫星会对其轨道行星施加微小的引力，拉动它们，土卫六也会以类似的方式拉动土星。2020年前的研究表明，泰坦 s远离土星的速度是0.1厘米/年。然而，2020年的研究表明，由于土星内部的摩擦力比地球上弱，土卫六实际上正以每年11 厘米的速度远离土星。

业余观测

因为土星的亮度s球和土星的干扰s环系统，如果没有仪器的帮助，业余爱好者通常很难找到土卫六。在观察之前，你可以使用天文应用程序（Such as the Sky Map map、星 走3356免费、SkySafari 等）确认泰坦 它在天空中的位置和最佳观测时间。用望远镜观测时，可以将瞄准镜对准土卫六，或者使用自动取景器。土卫六将呈现一个亮红色的圆盘。观看土星卫星（包括土卫六）最佳时间是土星 日食，当土星 的亮度达到最高。

专业观测

使用6-8英寸的望远镜在观测土卫六时只能看到棕色或橙色的恒星或圆点。使用14英寸或更大的望远镜，你将能够看到土卫六 橙色圆盘。如果它 你可以把望远镜放大150倍-250次来辨认泰坦。如果你使用大口径望远镜，你将能够获得更清晰的视野。也可以使用红外绘图光谱仪（VIMS）观测土卫六的光谱特征甲烷吸收带之间的大气窗口。

1655年3月25日，天文学家惠更斯用自制的3.用7米长的折射望远镜观测土星时，发现了土卫六。1944年，荷兰天文学家杰拉德·柯伊伯利用新研制的光谱仪对土卫六进行了系统观测，发现土卫六上存在甲烷气体。

科学探测

第一个访问土星的探测器美国的系统是1979年的先锋11号，它同时拍摄了土卫六和土星的图像，并揭示了土卫六可能太冷了，无法支持生命。旅行者1号和旅行者2号分别于1980年和1981年在土卫六上进行观测。两个探测器都配备了科学成像系统、紫外光谱仪、红外干涉光谱仪、光偏振计、三轴磁通门磁力仪、等离子体光谱仪、低能带电粒子实验仪、等离子体波实验仪、宇宙射线望远镜和科学无线电系统。旅行者2号只在前往天王星和海王星的途中成功拍摄了土卫六的快照，但旅行者1号成功飞越了土卫六，拍摄了照片并记录了数据。这些数据包括土卫六的密度、成分和大气温度。旅行者1号还精确测量了土卫六的质量。2004年，在对旅行者1号橙色滤光片拍摄的图像进行密集的数字处理后，科学家们发现了现在所谓的“世外桃源”和“香格里拉”的两个地方。但由于大气雾霾的阻挡，无法直接拍摄其表面的照片。

卡西尼号宇宙飞船搭载了欧洲航天局的惠更斯号探测器，于2004年成功绕土星飞行，并首次透过雾霾观测土卫六。随后，惠更斯号与卡西尼号分离，穿过土卫六 降落在土卫六上这是探测器第一次在外太阳系着陆。惠更斯探测器由两部分组成：入口组件模块和下降模块。入口组装模块携带了与卡西尼分离后控制惠更斯的设备，以及充当制动器和热保护的隔热罩。下降舱包含科学仪器和三个不同的降落伞，它们按顺序部署，控制惠更斯下降到土卫六表面。惠更斯成功收集了土卫六在下降过程中和着陆后的图像和大气数据，并将这些数据传输给卡西尼，卡西尼再将这些数据转发给地球。卡西尼号在13年内飞越土卫六127次，使用包括雷达和红外仪器在内的工具来透视土卫六最终为科学家们提供了土卫六 s表面和复杂的大气。

卡西尼号之后，科学家们提出了几个向土卫六发送机器人太空探测器的建议。包括美国宇航局/欧洲航天局 美国探索土星的联合项目土卫六土星系统任务（TSSM）2012年初，爱达荷大学的科学家杰森·巴恩斯 (Barnes) 提出了另一个探测泰坦的项目，——泰坦野战空中侦察机（AVIATR）它将飞越土卫六并拍摄其表面的高清图像。但是美国宇航局没有t批准7.15亿美元，所以项目还没确定。另一个名为“泰坦湖原位采样推进探测器” (TALISE) 湖登陆器项目由西班牙私人工程公司SENER和马德里天体生物学中心于2012年底提出。这个探测器将拥有自己的推进系统，因此它不会局限于着陆时简单地在湖上漂流。

2022年11月45日晚上，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）近红外摄像机 (NIRCam) 和近红外光谱仪 (NIRSpec) 号观测到了土卫六。这两种仪器的光谱覆盖范围很广（其中，近红外光谱仪的光谱分辨率优于Cassini 南-惠更斯更好）而且它拥有和地面上最大的望远镜一样的空间分辨率和前所未有的灵敏度。

2017年9月15日3356据中国之声《新闻纵横》报道，北京时间15号晚上，卡西尼号被美国宇航局执行死刑（NASA）的最后一条指令：自我焚毁。这个星际飞船在20世纪末点燃推进器，一头扎进土星 与它探索了13年的气态行星融合。

据 NASA 官员称：美国宇航局 s多旋翼无人机预计2026年离开地球， 20343356年登陆土卫六，寻找土卫六上的生命迹象。

2016年，马丁·《美国国家科学院院刊》年，由Ram博士领导的康奈尔大学研究团队发表了一项题为“聚酰亚胺的多态性和电子结构及其对泰坦生命起源前化学的潜在意义”的报告。报告中提到，拉姆和他的同事们研究了氰化氢在提坦 他们认为氰化氢是生命起源的核心。与此同时，康奈尔大学团队还利用量子力学计算表明：聚酰亚胺具有电子和结构特性，可以在非常寒冷的条件下促进前生物化学这一发现意味着土卫六上可能存在能量表面来驱动有机生命的光化学反应，甚至促进有机生命的发展。

英国伦敦大学学院外聘研究员多米尼克·福尔特斯（Dominic   Ford）在他的论文中，泰坦的内部结构和泰坦与太阳之间的关系讨论了地球的表面和地质特征。福蒂斯构建了一系列土卫六内部模型，并将这些模型与卡西尼射电科学实验新获得的数据进行了对比，结果显示土卫六 的内部部分甚至完全分化。富通银行的模型排除了泰坦内部有金属核心的可能性（这一研究结果与卡西尼磁强计的数据一致）研究表明，土卫六内部存在相对低温和潮湿的岩石。

2022年，斯坦福大学的科学家们建造了一个模型，可以模拟泰坦 独特的地貌。这个模型展示了泰坦的沙丘、平原和迷宫是如何形成的。基于沉积物形成的假设，研究人员使用了现有的关于泰坦 气候和风驱动的沉积物搬运方向来解释其独特的平行地质构造带。研究人员预测，赤道两侧中纬度地区的沉积物输送将会停滞，其中会发生烧结（相邻的粒子融合成一片）可能占主导地位，并产生越来越多的粗颗粒，最终成为构成泰坦平原的基岩。他们还认为泰坦巨人岛上独特的悬崖南极可能就像地球上石灰岩中的喀斯特地貌。但这种地貌与地球上的形成过程不同：泰坦附近有许多河流南极和频繁的暴雨，使得沉积物不是由风而是由河流输送的。