簡(jiǎn)介

土衛(wèi)二（Enceladus）是土星的第六大衛(wèi)星， 于1789年被威廉·赫歇爾所發(fā)現(xiàn)。 在旅行者號(hào)于1980年代探測(cè)土星之前，人們只知道土衛(wèi)二是一個(gè)被冰覆蓋的衛(wèi)星。旅行者號(hào)顯示土衛(wèi)二直徑約為500公里（相當(dāng)于土星大的衛(wèi)星土衛(wèi)六直徑的十分之一），而且其表面幾乎能反射百分之百的陽(yáng)光。旅行者1號(hào)發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的軌道位于土星E環(huán)稠密的部分，表明兩者之間可能存在某種聯(lián)系；而旅行者2號(hào)則發(fā)現(xiàn)：盡管該衛(wèi)星體積不大，但是在其表面既存在古老的撞擊坑構(gòu)造，又存在較為年輕的、地質(zhì)活動(dòng)所造成的扭曲地形構(gòu)造——其中一些地區(qū)的地質(zhì)年代甚至只有1億年。

為了探索土衛(wèi)二，美國(guó)宇航局于二十世紀(jì)末發(fā)射卡西尼號(hào)太空船，并于二十一世紀(jì)初抵達(dá)土星附近，為科學(xué)研究提供了大量的數(shù)據(jù)。探究表明，土衛(wèi)二是外太陽(yáng)系中迄今為止觀測(cè)到存在地質(zhì)噴發(fā)活動(dòng)的三個(gè)星體之一（另外兩個(gè)分別是木衛(wèi)一和海衛(wèi)一）。分析認(rèn)為噴射的物質(zhì)是星體表面以下的液態(tài)水；同時(shí)，在噴射的羽狀物中亦發(fā)現(xiàn)了奇特的化學(xué)成分，因此土衛(wèi)二也被認(rèn)為是天體生物學(xué)的重要研究對(duì)象。 2015年3月，東京大學(xué)、日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)等與歐美的國(guó)際團(tuán)隊(duì)一道，在土衛(wèi)二上發(fā)現(xiàn)存在熱水的環(huán)境。這是人類首次在太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)存在于地球之外的可供生命存在的環(huán)境。

2017年4月14日，北京時(shí)間凌晨2點(diǎn)，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）在華盛頓總部的詹姆斯·韋伯禮堂召開新聞發(fā)布會(huì)，宣布土衛(wèi)二上具備生命所需的所有元素，而情況相似的木衛(wèi)二同樣有潛力。

探索歷史

1789年8月28日，威廉·赫歇爾在第一次使用他的1.2米望遠(yuǎn)鏡（當(dāng)時(shí)世界上直徑大的望遠(yuǎn)鏡）時(shí)發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)二其實(shí)在1787年，赫歇爾就已經(jīng)通過他的16.5厘米望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到這顆衛(wèi)星，只是當(dāng)時(shí)未得到確認(rèn)。由于土衛(wèi)二糟糕的視星等（高達(dá)11.7等），同時(shí)它又靠近明亮得多的土星及其光環(huán)，從地球上很難觀測(cè)到這顆衛(wèi)星，只有通過透鏡直徑達(dá)15-30厘米的望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到，這還取決于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顩r和光污染程度。作為太空時(shí)代之前發(fā)現(xiàn)的眾多土星衛(wèi)星之一，土衛(wèi)二的最佳觀測(cè)時(shí)間是在環(huán)面穿越時(shí)期，此時(shí)土星環(huán)垂直于地球運(yùn)行點(diǎn)的切線在地球上只能觀測(cè)到一條細(xì)線，土星環(huán)的亮度大為降低，故為觀測(cè)土衛(wèi)二的最佳時(shí)機(jī)。

直到旅行者號(hào)計(jì)劃實(shí)施后，對(duì)土衛(wèi)二的觀測(cè)才得到顯著改善，而之前科學(xué)家所掌握的資料僅僅包括了該衛(wèi)星的軌道特征及對(duì)其質(zhì)量、密度和反照率的約略估計(jì)。

兩艘旅行者飛船獲得了第一組土衛(wèi)二的特寫鏡頭，其中旅行者1號(hào)是第一艘與土衛(wèi)二擦肩而過的人造飛行器它于1980年11月11日在距土衛(wèi)二20萬2千公里處掠過。 盡管在這個(gè)距離上獲得的影像資料分辨率較低，但是仍然顯示土衛(wèi)二擁有一個(gè)高反照率并缺乏撞擊坑的地表，這表明該衛(wèi)星地表的地質(zhì)年齡較低。旅行者1號(hào)亦證實(shí)土衛(wèi)二的運(yùn)行軌道恰好位于土星E環(huán)的稠密處；結(jié)合土衛(wèi)二的年輕地表分析，參與旅行者飛船計(jì)劃的科學(xué)家認(rèn)為E環(huán)由土衛(wèi)二地表所噴射出的顆粒組成的。旅行者2號(hào)于1981年8月26日在距土衛(wèi)二8萬7010公里處飛掠而過，從而獲得了關(guān)于這顆衛(wèi)星更為清晰的影像資料，這些資料展示了這顆衛(wèi)星年輕地表的諸多特征，也表明在這顆衛(wèi)星的不同地區(qū)，其地質(zhì)年齡存在極大不同。在該衛(wèi)星北半球中、高緯度地區(qū)，存在著大量的撞擊坑，而在靠近赤道的地區(qū)，撞擊坑的分布則相對(duì)較少。這種多樣性的地貌特征與地質(zhì)年齡古老、撞擊坑眾多的土衛(wèi)一（該衛(wèi)星較土衛(wèi)二稍?。┬纬闪缩r明對(duì)比。這種年輕地貌的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界引起了很大轟動(dòng)——當(dāng)時(shí)還沒有任何理論可以解釋為何一顆體積如此之小的天體（相較于暴烈的木衛(wèi)一，它已經(jīng)處于冷卻狀態(tài)）依然存在著地質(zhì)活動(dòng)。不過，旅行者2號(hào)的觀測(cè)數(shù)據(jù)并不能證明土衛(wèi)二現(xiàn)階段是否仍存在地質(zhì)活動(dòng)，也無法確認(rèn)該衛(wèi)星是否就是E環(huán)物質(zhì)的來源地。

這些謎團(tuán)直到2004年7月1日卡西尼號(hào)太空船進(jìn)入環(huán)土星軌道后才得以解決。在旅行者2號(hào)觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上土衛(wèi)二成為了卡西尼號(hào)飛船計(jì)劃的一個(gè)優(yōu)先觀測(cè)目標(biāo)?？ㄎ髂崽?hào)在1500公里范圍內(nèi)數(shù)次有目的性的飛掠，及在10萬公里范圍內(nèi)眾多非目的性的飛掠提供了大量的觀測(cè)資料。迄今為止，卡西尼號(hào)共進(jìn)行了4次近距離的飛掠，獲得了眾多關(guān)于土衛(wèi)二表面的意義重大的信息，并發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星南極地區(qū)發(fā)生的含有水蒸氣和復(fù)雜碳?xì)浠衔锏膰娚洮F(xiàn)象這些發(fā)現(xiàn)也促使卡西尼號(hào)的飛行軌道做出改變，對(duì)土衛(wèi)二實(shí)施更近距離的飛掠，其中包括2008年3月的一次近距離相遇。在該次相遇中，卡西尼號(hào)對(duì)土衛(wèi)二進(jìn)行了精度達(dá)到52公里以內(nèi)的探測(cè)。2008年至2010年間卡西尼號(hào)的后續(xù)任務(wù)包括了7次對(duì)土衛(wèi)二的近距離飛掠，其中2008年下半年的兩次飛掠距離近達(dá)50公里，卡西尼號(hào)在土衛(wèi)二上的發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了數(shù)項(xiàng)研究計(jì)劃的跟進(jìn)。2007年，美國(guó)國(guó)家航空航天局完成了一項(xiàng)向土衛(wèi)二發(fā)射軌道飛行器并詳細(xì)研究南極地區(qū)羽狀噴射物的計(jì)劃的概念性研究，遺憾的是該計(jì)劃未得到進(jìn)一步實(shí)施。歐洲空間局也計(jì)劃向土衛(wèi)二發(fā)射探測(cè)器，該計(jì)劃將與土衛(wèi)六的研究計(jì)劃共同實(shí)施。

“土衛(wèi)六-土星計(jì)劃”是美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局聯(lián)合提出的一項(xiàng)旨在探測(cè)土星系衛(wèi)星（包括土衛(wèi)二）的計(jì)劃，與之相競(jìng)爭(zhēng)的則是“木衛(wèi)二-木星計(jì)劃”。2009年2月，美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐洲空間局宣布將優(yōu)先實(shí)施木衛(wèi)二-木星計(jì)劃，同時(shí)也將繼續(xù)研究土衛(wèi)六-土星計(jì)劃的可行性擇機(jī)實(shí)施。

二十世紀(jì)末發(fā)射，并于二十一世紀(jì)初抵達(dá)土星附近的卡西尼號(hào)太空船則提供了大量的數(shù)據(jù)，解開了旅行者探訪之后留下的諸多疑團(tuán)。在2005年，卡西尼飛船數(shù)次近距離掠過土衛(wèi)二獲得了該衛(wèi)星表面及其環(huán)境的大量數(shù)據(jù)特別是發(fā)現(xiàn)了從該衛(wèi)星南極地區(qū)噴射出的富含水分的羽狀物。該發(fā)現(xiàn)以及可探測(cè)到的逃逸內(nèi)能的存在、南極地區(qū)極少存在撞擊坑的情況，共同證明了土衛(wèi)二至今仍然存在地質(zhì)活動(dòng)在巨行星的衛(wèi)星系統(tǒng)中許多衛(wèi)星都會(huì)成為軌道共振的犧牲品這會(huì)導(dǎo)致星體震動(dòng)和軌道的擾動(dòng)，而對(duì)于更加靠近行星的衛(wèi)星，潮汐效應(yīng)則會(huì)加熱行星的內(nèi)部這或許可以解釋土衛(wèi)二的地質(zhì)活動(dòng)。

2017年，“卡西尼”號(hào)傳回的數(shù)據(jù)顯示，土衛(wèi)二表面冰層下噴出的水氣羽流中含有大量氫分子，研究人員推測(cè)，這源于土衛(wèi)二的海洋與巖石內(nèi)核產(chǎn)生的熱液反應(yīng)。若推測(cè)無誤，土衛(wèi)二的海洋可能也存在孕育生命的重要化學(xué)物質(zhì)甲烷。

衛(wèi)星命名

土衛(wèi)二（恩克拉多斯）以希臘神話中的巨人恩克拉多斯命名。該名字及其他六顆第一批被發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星的名稱都由威廉·赫歇爾的兒子約翰·赫歇爾在其1847年出版的《在好望角天文觀測(cè)的結(jié)果》（Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope）中率先提出。如此命名的理由是：土星所代表的農(nóng)神薩圖爾努斯即為希臘神話中泰坦族的領(lǐng)袖克羅諾斯。

國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)以阿拉伯文學(xué)作品《一千零一夜》中的人名和地名命名土衛(wèi)二的地表構(gòu)造。其中撞擊坑以人物命名，其他地質(zhì)結(jié)構(gòu)如深谷、山脊、平原和槽溝則以地點(diǎn)命名。迄今為止國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)共正式命名了57處地質(zhì)結(jié)構(gòu)，另有22處于1982年為旅行者號(hào)所發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)亦得到了命名，此外，對(duì)2005年卡西尼號(hào)在其三次飛掠中發(fā)現(xiàn)的35處地質(zhì)結(jié)構(gòu)的命名也于2006年11月獲得了認(rèn)可。這些被認(rèn)可的命名包括了撒馬爾罕槽溝，阿拉丁隕石坑和錫蘭平原等。