光怪陆离的土星环
在太阳系的九大行星中，除土星外，天王星和木星也都具有光环，但它们都不如土星光环明丽壮观。
在望远镜里，我们可以看到三圈薄而扁平的光环围绕着土星，仿佛戴着明亮的项圈。
说到土星光环的发现，不得不提到伽利略。他的自制望远镜捕捉到土星两边侧面好像有小星忽闪不定，变幻莫测。但直到他去世，也没弄明白这到底是怎么回事。他万万没想到他成为第一个“发现”土星光环的人。
第一个宣布土星具有光环的是荷兰天文学家惠更斯。惠更斯在半个多世纪以后，用更大更好的望远镜看到了土星光环。他还解释了伽利略的疑惑。惠更斯认为，土星环形状不断变化，当我们恰好从它侧面看过去时，薄薄的光环仿佛就隐没不见了。
卡西尼是17世纪末、18世纪初的意大利著名天文学家，他在1675年，于土星环的光辉中发现土星环中有一圈空隙。在质量稍好一点的土星照片上，这个缝隙是很清楚的。他所发现的这个缝隙，被命名为“卡西尼环缝”。这个环缝把光环分成外环（A环）
和亮环（B环）。
1850年，注意到B环内侧还有暗环（C环），在非常清晰的照片上看到的C环只稍微暗一点。
由A环、B环、C环就构成光环的主体，分别叫外环、中环、内环。
1966年，发现了C环内侧更暗的D环。
1969年，发现了A环外侧又有层E环。
D环几乎向内触及到土星表面，E环延伸到5～6个土星半径以外。
1979年，“先驱者11号”发现A环外有新环－F环。
1980年，在远离土星中心10～15个土星半径的广阔空间，“旅行者1号”又发现了G环。
土星环的环数不断增加，越来越多……但光环的发现远远没有结束。
“旅行者1号”和“旅行者2号”在远征太阳系深处的旅途中飞越土星，发现了土星环鲜为人知的内在秘密。
它们发现，土星光环是环环相套，远远不止7个，而是成千上万个，数目繁多。看上去更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。
土星光环结构复杂，千姿百态。卡西尼环缝不是中空的，在环缝中密密地排着20多条细环；每个环又包括若干细环，A、B、C环是由几百乃至上千条细环所构成的，F环至少由3条细环所构成，其中两条像女孩的发辫一样相互扭结着。大部分的光环是光滑匀称的，但还有的环是锯齿形状，有的环如辐射状等，形形色色的土星环让人眼花缭乱。
所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成，大小相差悬殊，大的可达几十米，小的不过几厘米或者更微小。
它们外包一层冰壳，由于太阳光的照射，而形成了动人的明亮光环。
土星光环除了明亮还又宽又薄。
土星环延伸到土星以外辽阔的空间，土星最外环距土星中心有10～15个土星半径，土星光环宽达20万千米，可以在光环面上并列排下十多个地球，如果拿一个地球在上面滚来滚去，其情形如同皮球在人行道上滚动一样。
土星光环又很薄。我们在地球上透过土星环，还可见到光环后面闪烁的星星，土星环最厚估计不超过150千米。所以，当光环的侧面转向我们时，远在地球上的人们望过去，150千米厚的土星环就像薄纸一张——光环“消失”了。每隔15年，光环就要消失一次。
奇异的土星光环位于土星赤道平面内，与地球公转情况一样，土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角，这个27°的倾角，造成了土星光环模样的变化。我们会一段时间“仰视”土星环，一段时间又“俯视”土星环，这种时候的土星光环像顶漂亮的宽边草帽。另外一些时候，它又像一个平平的圆盘，或者突然隐身不见，这是因为我们在“平视”光环，即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。在1950～1951年、1995～1996年，都是土星环的失踪年。这也难怪伽利略纳闷了，却也证实了惠更斯设想的正确。
土星光环不仅给我们美的享受，也留下了很多谜团。目前还不知道组成光环的这些物质，是来自土星诞生时的遗物呢，还是来自土星卫星与小天体相撞后的碎片？土星环为什么有那么奇异的结构呢？这些都是有待科学家们研究探讨的难题。
卫星大世界
土星的卫星共有23个，是太阳系当之无愧的卫星大家族。
在20世纪70年代，能在地面上发现的卫星都已找到了，那时候，土星有10颗卫星，还排在木星的后面（当时发现木星有12颗卫星）。短短20多年，卫星的数目翻了1倍多，这是为什么呢？
20世纪70年代以来，太阳系探索已经进入新纪元——派遣宇宙飞船进行近距离考察，甚至登陆行星。我们对各大行星的认识翻开新的一页，各个行星，也展露真颜，各自卫星的数目一再改写。迄今为止，土星以23颗卫星之势一跃而起，荣登太阳系第一大卫星家族的宝座。
我们回顾一下飞船“寻卫”的历程：美国“先驱者11号”首立新功。1973年4月上天的“先驱者11号”于9月到达土星，不但证实了以前推测的土卫十一的存在，而且发现了土星新卫星——土卫十二，因此，土卫十二为纪念这一功绩，特起名“先驱者号”。
美国“旅行者2号”和“旅行者1号”再建奇功。
——1977年8月和9月腾空而起，它们从1979年3月开始先后飞越木星、土星和天王星。“旅行者2号”还在1989年8月飞掠海王星。这两艘飞船在考察行星同时先后发现的新卫星多达30颗。属于土星的有11颗，其中“旅行者1号”在1980年10月26日和11月10日，发现5颗卫星，“旅行者2号”在1981年8月25日，又发现6颗卫星。属于木星的有3颗，属于天王星的有10颗，属于海王星的有6颗。
以上3只探测器到达过土星，但只是飞掠，未作长久逗留。
1997年10月15日，“卡西尼”号开始了奔向土星的旅程，经过7年的长途跋涉，将于2004年7月飞临土星，进入绕土星运行轨道，并且将对土星及卫星进行深入研究。“卡西尼”计划无论从科学项目、飞行时间、飞行路线还是飞船结构来看，都堪称20世纪最大的一次行星考察计划。我们正期待带来更多关于土星及卫星的信息，让我们更清楚地目睹卫星的风采。
土星的卫星翻了番，太阳系的卫星世界也热闹起来，现已知卫星总数66颗，还没包括有光环的那几颗行星——木星、土星、天王、海王可能存在的更小的卫星状天体。
在众多的围绕土星的卫星中。最外面的一颗是土卫九。土卫九到土星的平均距离是1300万千米，相当于月球到地球距离的35倍。
绕土星运行一周需费时550天。土卫九不仅最远，行动也不讲规矩，它沿着“错误方向”进行，是逆行的。在众多卫星兄弟们整齐统一的前进方向中特别“别扭”。太阳系绝大多数卫星围绕中心行星运行的方向，都与这些行星的自转方向相同，行星也以这个方向绕太阳运行。然而土卫九却是少数几颗反其道而行的卫星之一，看上去它围绕土星向后面退行。距土星最近的是土卫十五，它与土星距离约13.7万千米，只是月地距离的1/3，仅为卫星到土星中心的2.3个土星半径；公转周期也短，只有0.601天。
换句话说，绕巨大的土星转一圈，半天多一点就足够了。
有趣的是，23颗形形色色的卫星，并不是每星都有资格拥有专用轨道的。土卫四和土卫十二共用一条轨道，土卫十和土卫十一都也同处一个轨道，而土卫三、土卫十六、土卫十七则三星共行在一条轨道上。土星卫星和光环也很有“缘”，土卫十三和土卫十四就分居F光环的里侧和外侧，把光环夹在中间，它们像牧羊人保护羊群一样，由此得到一个动听名字“牧羊人卫星”。
土卫六与45亿年前的地球极为相似
土卫中最大的一颗是土卫六。过去一直认为它是太阳系最大的卫星。通过“旅行者1号”发回的数据，发现土卫六的直径是5150千米，比木卫三（直径5276千米）小，从此才改变了过去的看法。土卫六退居第二位，但仍然比冥王星大（3600千米），也比水星大（4880千米）。自从1665年，荷兰天文学家惠更斯发现土卫六和丙烷等碳氢化合物。
以来，它一直是人们关注的天体之一，西方人叫它“泰坦”。泰坦表面有一层厚厚的大气，比地球大气厚10倍，是太阳系所有卫星中惟一有浓厚大气的卫星。大气中99%是氮气，在太阳系天体中含氮最多，其余1%是甲烷、乙烷泰坦表面的条件与45亿年前的原始地球极为相似。浓密的大气在高能粒子和紫外线的作用下，会发生一系列化学反应而生成其他复杂的有机分子。大气中的这些有机分子聚集多了以后会逐渐落到泰坦表面。这一过程将与早期地球生命形成的情形相似。因此，科学家们希望那里有生命存在。不过，泰坦表面温度太低，似乎不利于生命存活，大气高层温度在零下100℃，中层比上层还要冷，下降到零下210℃，到低层大气则上升到零下18℃，表面温度还没有准确地测出来。如果能考察泰坦上甲烷和氮的化学变化过程，特别是能不能合成大分子有机物，无疑会对了解地球早期生命的诞生过程具有重要意义。
谁来完成这个重要任务呢？
“卡西尼”号土星探测计划把研究泰坦列入主要内容，是美航空航天局和欧洲空间航空局的合作项目。卡西尼不仅发现土星环缝，还发现土星的4颗卫星，并预言土星环由小颗粒组成，这个预言后来将得到证实。
“卡西尼”号将携带着陆器实地考察土星和它的卫星。
除土卫六外，土卫八也颇有特色。随着土卫八围绕土星作轨道运动，它的亮度会发生显著变化，它在土星西边比东边亮两个星等，这是因为土卫八一个侧面能强烈反射太阳光，另一个侧面没有光泽而发暗的缘故。有人风趣地称之为土卫八的“一对阴阳脸”，土卫八的奇观现象，也引起科学家兴趣。
经“旅行者2号”观测，较亮的一部分有大面积冰层，这一点和许多土卫相似。较暗一面有类似陨石中的碳化物覆盖，较暗的一面如何形成的，则各说不一。一种说法是由火山活动造成的，还有说法是吸收了土卫九抛出的物质而形成。物斯顿大学的泰贝经过研究，否定了上面两种说法：①如果是火山爆发冲出小物质填满盆地，而使土卫八一面变暗。那么，这一面应该在面向土星的一面，而现在暗面却在背向土星一面。
②如果说是吸收了土卫九物质也存在疑点。从颜色上看，土卫九是黑色，土卫八暗物质吸红；从距离上看，土卫九距土星比土卫八距土星远3倍，土卫九的喷射力关系与土卫八似乎不致有密切关系。
从运行轨道看，土卫九是逆行卫星，土卫八顺行卫星。二者看来关系不大；于是科学家们自己的看法是：大约在1亿年前，土卫八被慧星撞击，导致水分消散了，但在以后的100万年里，暗物质重新聚集到前半球上……
看来，至于土卫八真面目是什么？也要留待天文学家们继续探索。
我们也期待21世纪有更多的宇宙飞船探测计划，能解开庞大的土星世界的疑迷。
