土衛四

土衛四是環繞土星運行的一顆衛星。它是1684年由喬凡尼·多美尼科·卡西尼發現的。國際天文協會將它按照希臘神話中的泰坦狄俄涅定名為Dione（國際音標為/daɪˈɔʊni/，希臘語原文為Διώνη）。

基本介紹

• 中文名：土衛四
• 外文名：Dione
• 希臘名稱：Διώνη
• 神話人物：泰坦狄俄涅
• 學科：天文學
• 發現者：喬凡尼·多美尼科·卡西尼

基本信息

【衛星名稱】土衛四

【發現者】喬凡尼·多美尼科·卡西尼

【發現日期】1684年3月21日

【衛星所在的行星】土星

發現命名

土衛四是於1684年3月21日被喬凡尼·多美尼科·卡西尼發現的。一開始卡西尼將他發現的土衛三、土衛四、土衛五和土衛八命名為“路易之星”（Sidera Lodoicea）來奉承法國國王路易十四，但是這個命名沒有被天文學家普遍接受。他們則將最早被發現的五顆土星衛星稱為土衛一至五。後來1789年土衛一和土衛二被發現後這個號碼命名法被擴展到土衛七（今天的號碼命名法後來被調整過，因此與當時的不一樣）。

1847年約翰·弗里德里希·威廉·赫歇爾建議使用希臘神話中泰坦的名字來命名土星的衛星，因此土衛四獲得了狄俄涅這個名稱。（在希臘神話中克洛諾斯是泰坦之一，而希臘神話中的克洛諾斯相當於羅馬神話中的薩坦，按照國際天文協會土星是以薩坦命名的，因此土星的衛星是按照希臘神話中他的兄弟姐妹命名的。）

地形地貌

土衛四的平均直徑為1118千米。土衛四主要由冰組成，不過它是土星衛星中密度第三高的（1.5克/立方厘米，土衛二和土衛六居第一和第二位），因此它的內部必須含有相當多的矽酸鹽岩石。土衛四的反照率為0.55，與土衛三和土衛二相比它比較暗。土衛四的表面溫度為-187°。它的自轉周期與公轉周期一樣長，也是65小時41分鐘，因此它與地球的衛星一樣是同步自轉。它的自轉軸與公轉軸之間的交角為0.006°。

土衛四比土衛五小一些，但與土衛五非常類似。它們的組成、反光率和地形均很類似，兩顆衛星均具有非常不同的前面和反面（前面指的是在公轉中朝著飛行方向的一面，反面指的是在公轉中背著飛行方向的一面）。土衛四的正面有比較多的撞擊坑，而且比較亮，而它的反面則完全不同，這一面比較暗，明亮的、細小的條紋遮蓋了上面的撞擊坑。這說明這些條紋是比較新的。這些條紋估計是凍的懸崖。在土衛四上被發現的地質形態有：峽谷、線條、撞擊坑。

土衛四表面圖像

冰懸崖

在卡西尼-惠更斯號探測器2004年12月13日飛越土衛四之前這顆衛星上亮的線條狀的結構的來源不清楚，原因之一是唯一到那時為止唯一拍攝到這個結構的照片是從很遠的地方拍的。當時唯一可知的是這個結構的組成的反光率非常高，而且非常薄，因為透過它可以看到下面的結構。當時的推測是土衛四剛剛形成後地質活躍，冰火山改造了大部分表面。這些線條是沿著裂縫的爆發後冰雪重新落到土衛四表面形成的。後來這些地質活動停止後前面由於不斷受到隕星的撞擊這些線條被磨滅了。

但卡西尼號最新的照片證明這個推測不正確。這些線條根本就不是堆積的冰雪，而是由地震作用造成的明亮的冰懸崖。土衛四的背面上顯示著巨大的破裂。

2005年10月11日卡西尼號飛越土衛四時離土衛四隻有500千米並拍攝了這些懸崖的清晰照片，這些照片顯示這些懸崖有些達數百米高。

撞擊坑

土衛四表面有多種地形，其中包括含有很多撞擊坑的地形、含有中等撞擊坑數目的平原、含有少數撞擊坑的平原和地殼破裂的區域。含有很多撞擊坑的地區有許多大到直徑100千米的撞擊坑。平原地區的撞擊坑的直徑一般小於30千米。不過也有有很多撞擊坑的平原。大多數含有很多撞擊坑的地區位於土衛四的反面，而在它的前面也有含有少量撞擊坑的平原。這個現象與許多科學家預言的正好相反。尤金·蘇梅克和其他人曾提出一個理論認為自傳與公轉同步的衛星的前面的撞擊坑數量應該比較多，反面比較少。這說明土衛四被撞擊時它的正面和反面正好反過來。由於土衛四比較小，在受到比較大的撞擊（撞擊坑大於35千米）時它會被轉動。由於土衛四表面有許多大於35千米的撞擊坑，因此它在早期撞擊率比較高時可能不斷被轉動。今天遺留下來的撞擊坑和比較亮的正面說明它現在的正面已經有數十億年是正面了。

土衛四的撞擊坑與木衛四的類似，而不像月球和水星上的撞擊坑，它的邊緣不那么明顯。這可能是因為隨著時間比較弱的冰衰落了。不過土衛四上的撞擊坑中有些還有中央山，而不像木衛四那樣完全沒有中央山了，這說明土衛四上的冰不像木衛四那樣脆弱。

軌道特性

【半長軸】377,400 千米

土衛四(圖1)

【離心率】0.0022

【軌道周期】65小時 41分鐘 05秒

【傾度】0.02°

土衛四環繞土星的距離是377,420千米，其環繞周期為65小時41分鐘。土衛四軌道的偏心率為0.0022，相對於土星的赤道它的軌道的傾角為0.02°。土衛十二與土衛四位於同一軌道上，土衛十二位於土衛四的拉格朗日點L4上，在土衛四前方60°的位置。

物理特徵

【平均直徑】1118 千米

【表面區域】km2

【質量】1.096×1021 kg

【平均密度】1.50 g/cm3

【赤道上方重力】0.022 m/s2

【自轉周期】(同步)

【軸傾斜】0.006°

【反照率】0.55

【表面溫度】最小和平均最高為-186 °C K

最新訊息

新華網倫敦3月2日電英國倫敦大學學院日前發布公報說，該校研究人員參與的美國航天局“卡西尼”探測器項目發現，在土星的衛星土衛四上存在氧氣，這一發現支持了有關一些有冰覆蓋的星球可在宇宙射線作用下形成氧氣的理論，

據介紹，“卡西尼”探測器曾在2010年4月飛越土衛四上空，它攜帶的電漿分光儀探測到土衛四上有氧離子存在的跡象。這個電漿分光儀是倫敦大學學院研究人員參與設計和製造的，該校研究人員在和同行分析了相關探測數據後認為，在土衛四上確實存在稀薄的氧氣。

這一發現使得土衛四加入了土星“有氧”衛星的行列，之前的觀測曾發現，土衛五以及其他一些土星的衛星上存在氧氣，

參與研究的安德魯·科茨教授說，由此看來，有冰覆蓋的星球可在宇宙射線作用下形成氧氣是一個較普遍的現象以土衛四為例，它的表面溫度很低，覆蓋有冰層，而它所處的位置又有較強烈的輻射，射線擊打冰層，使其分解為氫氣和氧氣，其中氫氣逸失到太空中，而氧氣留了下來，在土衛四周圍形成了一個氣體層。不過這層氣體非常稀薄，以至不能被稱為大氣層，

由於土衛四的表面由大片冰層覆蓋，不適宜生命存活，雖然本次研究在土衛四上發現了氧氣，但研究人員還是認為該衛星上存在生命的可能性不大。

土衛四表面深層發現神秘海洋或潛在生命形式

據英國每日郵報報導，目前，卡西尼探測器最新觀測數據顯示，土衛四可能存在一個地下海洋。

土星的兩顆衛星——土衛二和土衛六，之前已證實冰殼之下存在著一個全球性海洋。目前，卡西尼探測器飛越土星時最新引力數據表明，土衛四地殼之下100公里處有一個巨大海洋。該項研究是比利時皇家天文台研究人員負責進行的。

這個巨大海洋被認為深度數萬米，環繞在土衛四岩石核心。據悉，卡西尼探測器首次發射於1997年，2004年首次抵達土星系統。土衛四體積比土衛二略大，這顆衛星非常相似，之前研究發現土衛二南極區域向太空噴射巨大水蒸汽流，雖然土衛四相對“安靜”，但是研究人員認為它的表面遠古時期活動性更強。