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土星，为太阳系八大行星之一，至太阳距离（由近到远）位于第六、体积则仅次于木星。并与木星同属气体（类木）巨行星。古代中国亦称之为镇星、填星。据说，古人观察镇星呈黄色，黄色于“五行”属土，而命名为土星[10][11]。而其他语言中土星的名称基本上来自希腊/罗马神话传说，例如在欧美各主要语言（英语、法语、西班牙语、俄语、葡萄牙语、德语、意大利语等）中土星的名称来自于罗马神话中的农业之神萨图尔努斯（拉丁文：Saturnus），其他的还有希腊神话中的克洛诺斯（泰坦族，宙斯的父亲，一说其在罗马神话中即萨图尔努斯）、巴比伦神话中的尼努尔塔和印度神话中的沙尼。土星的天文符号是代表农神萨图尔努斯的镰刀（Unicode: ♄）。土星主要由氢组成，还有少量的氦与微痕元素[12]，内部的核心包括岩石和冰，外围由数层金属氢和气体包覆著。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的，虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1,800公里/时，风速明显比木星快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。土星有一个显著的行星环系统，主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星有146颗。其中，土卫六（泰坦）是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星（半径2575公里，太阳系最大的卫星是木星的木卫三，半径2634公里），比行星中的水星还要大；并且，土卫六是唯一拥有明显大气层的卫星[13]。此外，土星距离地球13亿千米，其自转周期约为10小时42分0秒，约为地球自转周期的一半。

物理特性

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土星和地球大小的概略比较

内部构造

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土星被称为气态行星，但它并不完全是气态的。行星主要包括氢气，在密度为0.01](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AB%E6%B0%A3)，在密度为0.01) g/cm3以上时氢气变成了非理想液体。此密度被达到在包含99.9％土星质量的半径。从行星内部直到的核心的温度，压力和密度全都是稳步上升，使在行星的更深层导致氢气转变成金属。[16]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%90%86%E6%83%B3%E6%BA%B6%E6%B6%B2)。此密度被达到在包含99.9％土星质量的半径。从行星内部直到的核心的温度，压力和密度全都是稳步上升，使在行星的更深层导致氢气转变成金属。[\[16\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-ssr152_1_423-16))

土星内部构造示意图

土星有非常热的内部，核心的温度高达11 700 °C，并且辐射至太空中的能量是它接受来自太阳的能量的2.5倍。大部分能量是由缓慢的重力压缩（克赫历程）产生，但这还不能充分解释土星的热能制造过程。额外的热能可能由另一种机制产生：在土星内部深处，液态氦的液滴如雨般穿过较轻的氢，在此过程中不断地通过摩擦而产生热[19]。](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%8B%E8%B5%AB%E6%AD%B7%E7%A8%8B)）产生，但这还不能充分解释土星的热能制造过程。额外的热能可能由另一种机制产生：在土星内部深处，液态[氦](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%A6)的液滴如雨般穿过较轻的氢，在此过程中不断地通过摩擦而产生热[\[19\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-19)。)

大气层

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土星外围的大气层包括96.3%的氢和3.25%的氦，可以侦测到的气体还有氨、乙炔、乙烷、磷化氢和甲烷 [20]。上层的云由氨的冰晶组成，较低层的云则由硫化氢铵（NH4SH）或水组成[21]。相对于太阳所含有的丰富的氦，土星大气层中氦的丰盈度明显低得多。](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%A8)、[乙炔](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%99%E7%82%94)、[乙烷](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%99%E7%83%B7)、[磷化氢](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%B7%E5%8C%96%E6%B0%AB)和[甲烷](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%B2%E7%83%B7)[\[20\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-20)。上层的云由[氨](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%A8)的冰晶组成，较低层的云则由[硫化氢铵](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A1%AB%E5%8C%96%E9%8A%A8)（NH4SH）或水组成[\[21\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-21)。相对于太阳所含有的丰富的氦，土星大气层中氦的丰盈度明显低得多。)

对于比氦重的元素的含量，目前所知不甚精确；但如果假设与太阳系形成时的原始丰盈度是相当的，则可估算出这些元素的总质量是地球质量的19–31倍，而且大部分都存在于土星的核心区域[22]。](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-science286-22)。)

云层

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土星的温度辐射图：土星南极底部是一个明显的热点

土星的上层大气与木星相似（在相同定义的前提下），同样都有著一些条纹；但土星的条纹比较暗淡，并且赤道附近的条纹也比较宽。从底部延展至大约10公里高处，是由水冰构成的层次，温度大约是-23 °C。在这之后是硫化氢氨冰的层次，延伸出另外的50公里，温度大约在-93 °C，在这之上是80公里的氨冰云，温度大约是-153 °C。接近顶部，在云层之上200 公里至270 是可以看见的云层顶端，由数层氢和氦构成的大气层[23]。土星的风速是太阳系中第二高的，仅次于海王星，航海家计划的数据显示土星的东风最高可达500](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-23)。土星的风速是[太阳系](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%B3%BB)中第二高的，仅次于海王星，[航海家计划](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%88%AA%E6%B5%B7%E5%AE%B6%E8%A8%88%E7%95%AB)的数据显示土星的东风最高可达500) m/s（1,800公里/时）[12]。直到航海家探测器飞越土星，比较纤细的条纹才被观测到。然而从那之后，地基望远镜也被改善到在通常情况下都能够观察到土星的这些细纹。](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-Voyager_Summary_1-12)。直到航海家探测器飞越土星，比较纤细的条纹才被观测到。然而从那之后，地基[望远镜](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%9B%E9%81%A0%E9%8F%A1)也被改善到在通常情况下都能够观察到土星的这些细纹。)

土星的大气层通常都很平静，偶尔会出现一些持续较长时间的长圆形特征，以及其他在木星上常常出现的特征。1990年，哈伯太空望远镜在土星的赤道附近观察到一朵极大的白云，是在航海家与土星遭遇时未曾看见的，在1994年又观察到另一朵较小的白云风暴。1990年的白云是大白斑的一个例子，这是在每一个土星年（大约30个地球年），当土星北半球夏至的时候所发生的独特但短期的现象[24]。之前的大白斑分别出现在1876、1903、1933和1960年，并且以1933年的最为著名。如果这个周期能够持续，下一场大风暴在大约2020年发生[25]。](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%A8%E6%98%9F)上常常出现的特征。1990年，[哈伯太空望远镜](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%93%88%E4%BC%AF%E5%A4%AA%E7%A9%BA%E6%9C%9B%E9%81%A0%E9%8F%A1)在土星的赤道附近观察到一朵极大的白云，是在航海家与土星遭遇时未曾看见的，在1994年又观察到另一朵较小的白云风暴。1990年的白云是[大白斑](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E7%99%BD%E6%96%91)的一个例子，这是在每一个土星年（大约30个地球年），当土星北半球[夏至](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%8F%E8%87%B3)的时候所发生的独特但短期的现象[\[24\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-24)。之前的大白斑分别出现在1876、1903、1933和1960年，并且以1933年的最为著名。如果这个周期能够持续，下一场大风暴在大约2020年发生[\[25\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-25)。)

卡西尼号看见的土星，通过环看见的土星呈现蓝色

来自卡西尼号太空船的最新图像显示，土星的北半球呈现与天王星相似的明亮蓝色（见下图）。这种蓝色非常可能是由瑞利散射造成的，但因为当时土星环遮蔽住了北半球，因此从地球上无法看见这种蓝色。](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E8%A5%BF%E5%B0%BC%E5%8F%B7)太空船的最新图像显示，土星的北半球呈现与[天王星](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E7%8E%8B%E6%98%9F)相似的明亮蓝色（见下图）。这种蓝色非常可能是由[瑞利散射](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%91%9E%E5%88%A9%E6%95%A3%E5%B0%84)造成的，但因为当时土星环遮蔽住了北半球，因此从地球上无法看见这种蓝色。)

航海家1号发现北极区的六边形云彩特征，并在2006年被卡西尼号太空船证实[26]](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%88%AA%E6%B5%B7%E5%AE%B61%E8%99%9F)发现北极区的六边形云彩特征，并在2006年被[卡西尼号](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E8%A5%BF%E5%B0%BC%E5%8F%B7)太空船证实[\[26\]](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-26))

天文学家通过分析红外线影像发现土星有一个“温暖”的极地漩涡，这种特征在太阳系内是独一无二的。天文学家认为这个点是土星上温度最高的点，土星上其他各处的温度是-185](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%85%E5%A4%96%E7%B7%9A)影像发现土星有一个“温暖”的极地漩涡，这种特征在[太阳系](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%B3%BB)内是独一无二的。天文学家认为这个点是土星上温度最高的点，土星上其他各处的温度是-185) °C，而该漩涡处的温度则高达-122 °C[27]。](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-27)。)

在北极的六边形中每一边的直线长度大约是13 800 公里，整个结构以10h 39 m 24s自转，与行星的无线电波辐射周期一样，这也被认为是土星内部的自转周期。这个六边形结构像大气层中可见的其他云彩一样，在经度上没有移动。

这个现象的规律性的起源仍在猜测之中，多数的天文学家认为是在大气层中某种形式的驻波，但是六边形也许是一种新型态的极光。在实验室的流体转动桶内已经模拟出了多边型结构[33]。](https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%9C%9F%E6%98%9F#cite_note-33)。)

磁层

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主条目：土星磁层](https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%9C%9F%E6%98%9F%E7%A3%81%E5%B1%A4\&action=edit\&redlink=1))

物理特性

内部构造

大气层

云层

磁层

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