土星的光環(huán)系統(tǒng)（四）
——外層區(qū)域的環(huán)帶和環(huán)縫

□ 劉 炎

土星的光環(huán)系統(tǒng)（四）
——外層區(qū)域的環(huán)帶和環(huán)縫

□ 劉 炎

圖1 這是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于2004年3月22日拍攝的土星照片，看起來(lái)簡(jiǎn)直像是一件舉世無(wú)雙的完美藝術(shù)品！

在天文愛(ài)好者的望遠(yuǎn)鏡里，土星和那大沿草帽似的光環(huán)恐怕是太陽(yáng)系天體中最奇麗而又最令人驚嘆的一種景象了，而且土星的光環(huán)又是行星光環(huán)中最壯觀而又最復(fù)雜的一個(gè)光環(huán)系統(tǒng)。在土星的光環(huán)系統(tǒng)中，除了人們已經(jīng)熟知的A環(huán)、B環(huán)、C環(huán)和卡西尼縫、恩克環(huán)縫等著名帶、縫之外，近幾十年來(lái)的空間探測(cè)又發(fā)現(xiàn)并命名了許多新的環(huán)帶、環(huán)縫和環(huán)弧等細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。本文擬對(duì)現(xiàn)今我們已經(jīng)了解的土星光環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本情況及其名稱的來(lái)歷和中文譯名等作一些粗略的介紹和探討。

土星外層區(qū)域的環(huán)帶和環(huán)弧

在2005至2009年期間，空間探測(cè)又發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)系統(tǒng)的幾個(gè)新的環(huán)帶和環(huán)弧，這些環(huán)帶和環(huán)弧迄今還沒(méi)有得到國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）的正式命名。但為了稱呼它們，科學(xué)家們就給了它們暫時(shí)的名字，這些名字一般都是與它們相近的或者相關(guān)的衛(wèi)星名稱。而且實(shí)際上，這些環(huán)帶和環(huán)弧與這些相近的衛(wèi)星確實(shí)也存在著相當(dāng)密切的關(guān)系。

圖2 土星光環(huán)系統(tǒng)中外層區(qū)域的環(huán)帶和環(huán)弧

土衛(wèi)十/土衛(wèi)十一環(huán)帶——Janus/Epimetheus Ring

2006年，卡西尼號(hào)飛船在土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一這兩顆衛(wèi)星的軌道區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分寬闊的環(huán)帶，寬度達(dá)5000千米。這是一個(gè)暗弱的塵埃環(huán)帶，環(huán)帶物質(zhì)就來(lái)源于這兩顆衛(wèi)星：衛(wèi)星的表面由于受到流星體的撞擊，噴發(fā)出來(lái)的細(xì)小顆粒就在這兩顆衛(wèi)星的軌道區(qū)形成了一個(gè)彌散的環(huán)帶。

土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是一對(duì)共軌衛(wèi)星，軌道的半長(zhǎng)徑分別是（151460±10）千米和（151410±10）千米。新發(fā)現(xiàn)的環(huán)帶尚未得到正式命名，鑒于環(huán)帶與這兩顆衛(wèi)星的密切關(guān)系，現(xiàn)今暫被稱為“Janus/Epimetheus Ring”。Janus是土衛(wèi)十的英文名，而Epimetheus則是土衛(wèi)十一的英文名。

關(guān)于這一環(huán)帶的中文譯名，筆者認(rèn)為由此宜稱為“土衛(wèi)十/土衛(wèi)十一環(huán)帶”，而不宜采用當(dāng)前維基網(wǎng)上所列的“杰瑞斯/艾比米修斯環(huán)”的稱呼。因?yàn)?，第一，這一環(huán)帶與土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一有著最密切的關(guān)系；再者，正如本文一開(kāi)始所言：“對(duì)于土星衛(wèi)星的中文譯名，就像對(duì)于太陽(yáng)系其他行星的所有衛(wèi)星之譯名一樣，按傳統(tǒng)和慣例都一律不用音譯或意譯，而基本上是根據(jù)它們被發(fā)現(xiàn)和命名的時(shí)間順序先后，依次定名為‘×衛(wèi)一’、‘×衛(wèi)二’、‘×衛(wèi)三’、…… ‘×衛(wèi)十一’……等等?！?/p>

當(dāng)然，在某些特殊的場(chǎng)合，為了增加中文譯名的特征性、故事性或趣味性，也不排除采用音譯或意譯的方式。然而，此種譯名必須得顧及譯名的人文、歷史、文化、傳統(tǒng)等多個(gè)方面。

Janus和Epimetheus這兩個(gè)名稱均來(lái)源于希臘和羅馬神話。Janus是羅馬神話中的門神雅努斯，雅努斯是羅馬本土最原始的神祇，描繪為具有前后兩個(gè)面孔或四方四個(gè)面孔的神。羅馬士兵出征時(shí)，都要從象征雅努斯的拱門下穿過(guò)，此拱門后來(lái)發(fā)展成面向四方的雙拱門，現(xiàn)今歐洲各國(guó)的凱旋門形式都是由此而來(lái)。Epimetheus是希臘神話中的一個(gè)第二代提坦神厄庇墨透斯（或埃庇米修斯），他是第一代提坦巨神伊阿珀托斯的兒子，普羅米修斯的兄弟，潘多拉的丈夫。傳說(shuō)中他與普羅米修斯一起用泥土創(chuàng)造了人類。

“雅努斯”和“厄庇墨透斯”已分別是“Janus”和“Epimetheus”的常用的、傳統(tǒng)的中文譯名，因此，如要對(duì)“Janus/Epimetheus Ring”采用音譯，就應(yīng)譯為“雅努斯/厄庇墨透斯環(huán)”，而不必另取新譯為“杰瑞斯/艾比米修斯環(huán)”。否則，就很難使讀者把這些環(huán)帶的譯名與相應(yīng)的土星衛(wèi)星以及希臘神話故事聯(lián)系起來(lái)，甚至?xí)a(chǎn)生歧義或誤導(dǎo)。

當(dāng)然，為了便于理解和相互交流，筆者認(rèn)為“Janus/ Epimetheus Ring”的中文譯名還是以“土衛(wèi)十/土衛(wèi)十一環(huán)帶”為最佳。

圖3 從背后被陽(yáng)光照亮的G環(huán)的圖像。

G環(huán)（G Ring）

G環(huán)是極為扁薄而黯淡的環(huán)帶，寬度約有8000千米，距土星中心約136,770～139,380千米，位于F環(huán)和E環(huán)之間。環(huán)的外側(cè)離土衛(wèi)一（Mimas）約15,000千米。1979年由先驅(qū)者11號(hào)探測(cè)發(fā)現(xiàn)

環(huán)的內(nèi)側(cè)有一段明顯的亮?。愃坪Ｍ跣黔h(huán)的環(huán)?。?，寬度約為250千米，延伸約占整個(gè)圓環(huán)的六分之一，其位置在與土衛(wèi)一的6：7共振軌道上。環(huán)弧中有一顆直徑只有幾百米的小衛(wèi)星土衛(wèi)五十三（Aegaeon），小衛(wèi)星被微流星體撞擊后的拋出物，很可能就是G環(huán)中物質(zhì)的主要來(lái)源。

土衛(wèi)三十二環(huán)弧——Methone Ring Arc

這是一個(gè)在土衛(wèi)三十二軌道上的一段很短的暗弱環(huán)弧，與土衛(wèi)三十二聯(lián)在一起，在軌道方向的延伸只有10°左右。這個(gè)環(huán)弧是在2006年9月被卡西尼號(hào)飛船探測(cè)到的，環(huán)弧中的物質(zhì)應(yīng)該是來(lái)自土衛(wèi)三十二被微流星體撞擊后的拋出物。土衛(wèi)三十二受到比它大得多的土衛(wèi)一所產(chǎn)生的軌道共振（14:15）的影響，其拋射出的塵埃物質(zhì)就被束縛在一定的范圍內(nèi)（類似于在G環(huán)內(nèi)的約束機(jī)制）而形成環(huán)弧，而且土衛(wèi)三十二自身的軌道位置還會(huì)在經(jīng)度約5°的范圍內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)。

圖4 土衛(wèi)四十九環(huán)弧和土衛(wèi)四十九

土衛(wèi)四十九環(huán)弧——Anthe Ring Arc

也是一段暗弱的環(huán)弧，與土衛(wèi)四十九聯(lián)在一起。2007年6月被卡西尼號(hào)飛船探測(cè)到，在軌道方向上延伸略長(zhǎng)，約有20°的范圍。環(huán)弧中物質(zhì)是土衛(wèi)四十九的被微流星體撞擊后的拋出物，土衛(wèi)四十九同樣也受到土衛(wèi)一所產(chǎn)生的軌道共振（10:11）的影響，因此這些拋出物也被束縛在一定的環(huán)弧范圍內(nèi)；而且土衛(wèi)四十九自身的軌道位置也會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng)，其經(jīng)度方向擺動(dòng)的幅度比土衛(wèi)三十二更大，約有14°。

土衛(wèi)三十三環(huán)——Pallene Ring

土衛(wèi)三十三環(huán)也是一個(gè)黯淡的塵埃環(huán)帶，與土衛(wèi)三十三享有共同的軌道，因而被稱為土衛(wèi)三十三環(huán)，也是卡西尼號(hào)飛船2006年探測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。環(huán)帶的徑向?qū)挾燃s為2,500千米，其間的塵埃物質(zhì)也是衛(wèi)星受到流星體的撞擊而噴發(fā)出來(lái)的，散布在整個(gè)軌道路徑上而形成一個(gè)彌散的環(huán)帶。土衛(wèi)三十三還經(jīng)受著比它大得多的兩顆衛(wèi)星：土衛(wèi)一和土衛(wèi)二產(chǎn)生的軌道共振影響。

與上述土衛(wèi)三十二環(huán)弧、土衛(wèi)四十九環(huán)弧和土衛(wèi)三十三環(huán)弧相關(guān)聯(lián)的三顆土衛(wèi)，都得名于希臘神話中的神仙人物，分別被稱為：墨托涅（Methone，土衛(wèi)三十二）、安忒（Anthe，土衛(wèi)四十九）和帕勒涅（Pallene，土衛(wèi)三十三），這三位都是巨人阿爾庫(kù)俄紐斯（Alkyoneus）的女兒。

阿爾庫(kù)俄紐斯是大地女神蓋婭與天空之神烏拉諾斯的兒子，他有七個(gè)女兒，都是寧芙（Nymph）仙女。墨托涅、安忒和帕勒涅就是其中的三個(gè)。在巨人族之戰(zhàn)中，阿爾庫(kù)俄紐斯不幸被大力神赫拉克勒斯殺死，七姐妹悲痛欲絕，就一齊投海而去。后來(lái)海王波塞冬的妻子海后安菲特里忒憐憫她們的不幸遭遇，就把七姐妹都化為了翠鳥(niǎo)。

由此，對(duì)于以上這三個(gè)環(huán)弧和環(huán)帶的中文譯名，鑒于與“Janus/Epimetheus Ring”中文譯名相同的理由，宜分別譯為“土衛(wèi)三十二環(huán)?。∕ethone Ring Ar c）”、“土衛(wèi)四十九環(huán)弧（Anthe Ring Arc）”和“土衛(wèi)三十三環(huán)（Pallene Ring）”。而如果要采用音譯，則可使用希臘-羅馬神話故事中傳統(tǒng)的、常用的譯名，分別譯為“墨托涅環(huán)?。∕ethone Ring Arc）”、“安忒環(huán)弧（Anthe Ring Arc）”和“帕勒涅環(huán)（Pallene Ri ng）”。筆者以為，現(xiàn)今維基網(wǎng)上所列的“美索尼環(huán)?。∕ethone Ring Arc）”和“安德列環(huán)?。ˋnthe Ring Arc）”之譯名也是欠妥的。

E環(huán)——E Ring

E環(huán)是土星的最外第二圈的光環(huán)，極其寬大，直徑約有30萬(wàn)千米，是土星直徑的五倍。但甚為稀薄，物質(zhì)構(gòu)成是水冰、硅酸鹽、二氧化碳和氨等物質(zhì)的微小顆粒，其尺度僅為微米和亞微米的量級(jí)。理論推測(cè)這樣的環(huán)是不穩(wěn)定的，只能維持約1萬(wàn)至100萬(wàn)年。關(guān)于E環(huán)中的物質(zhì)，2005年時(shí)卡西尼號(hào)飛船的觀測(cè)結(jié)果表明，應(yīng)是來(lái)源于土衛(wèi)二（Enceladus）南極地區(qū)的所謂“虎皮條紋（tiger stripes）”區(qū)域，是一些冰火山的噴發(fā)物。

圖5 從背后被陽(yáng)光照亮的E環(huán)以及土衛(wèi)二的輝光，土衛(wèi)二的南極正在向下方噴發(fā)。

圖6 若干土衛(wèi)與土星各環(huán)帶關(guān)系的側(cè)面圖，圖中也可以看出土衛(wèi)二正處于E環(huán)之中。

圖7 E環(huán)和土衛(wèi)二。從土星北極上方俯瞰的土衛(wèi)二（Enceladus）軌道圖（紅色高亮的圓形）。由圖中還可以看到與相應(yīng)環(huán)帶有著密切關(guān)系的若干衛(wèi)星的位置。

土衛(wèi)九環(huán)——Phoebe Ring

這是在土衛(wèi)九軌道內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)極為巨大而松散的環(huán)帶，也是土星最外圈的光環(huán)。整個(gè)環(huán)帶的范圍從土星半徑的70倍延伸至約200倍，環(huán)的厚度約為土星直徑的20倍。從地球上觀測(cè)，其視直徑幾乎可達(dá)到兩個(gè)滿月的大小，不過(guò)由于環(huán)帶的氣體極其稀薄，在地球上觀測(cè)實(shí)際上幾乎是看不見(jiàn)的。

土衛(wèi)九環(huán)是2009年10月由美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）使用斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡（Spitzer Sp ace Telescope(SST)）的紅外線觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的。

土衛(wèi)九得名于希臘神話中的福柏（Phoebe）。福柏也是第一代的十二位提坦巨神之一，是大地女神蓋婭與天空之神烏拉諾斯的女兒，又是太陽(yáng)神阿波羅和月亮女神阿耳忒彌斯的外祖母。Phoebe在英語(yǔ)中也有“月亮女神”的意思。因此傳統(tǒng)上往往又把她與月亮聯(lián)系在一起。

鑒于上述的理由，“Phoebe Ring”的中文譯名宜是“土衛(wèi)九環(huán)”，而不宜采用維基網(wǎng)上所列的“菲比環(huán)”的名稱。

圖8 斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡用24微米波長(zhǎng)的紅外線拍攝到的土衛(wèi)九環(huán)的局部影像。巨大的環(huán)帶使土星的主環(huán)相形見(jiàn)絀。

圖9 一張彌足珍貴而又極富創(chuàng)意的土星及其光環(huán)的全景照片，2013年7月19日由卡西尼-惠更斯號(hào)飛船拍攝，此時(shí)飛船處在離土星120萬(wàn)千米的距離上。拍攝時(shí)太陽(yáng)正位于土星的正后方，因此這是一張土星掩食太陽(yáng)時(shí)的照片。與地球上日全食時(shí)能看到日冕景象的狀況類似，此時(shí)土星光環(huán)的各個(gè)主要環(huán)帶也都清晰地顯現(xiàn)出來(lái)了（圖中的亮度已被強(qiáng)化）。照片中最外的亮環(huán)是E環(huán)。

土衛(wèi)五環(huán)系——Rings of Rhea

2005年11月6日，當(dāng)卡西尼號(hào)飛船首度飛越土星第二大衛(wèi)星土衛(wèi)五的表面進(jìn)行探測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)離土衛(wèi)五中心1600至2100千米的范圍內(nèi)可能有一個(gè)稀疏的環(huán)帶系統(tǒng)，包含有三條狹窄的環(huán)帶，環(huán)帶中有較為密集的固體粒子。此一發(fā)現(xiàn)公布于2008年3月6日的《科學(xué)雜志（Science）》，這可能是太陽(yáng)系中第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的環(huán)繞著衛(wèi)星的光環(huán)系統(tǒng)。但空間探測(cè)迄今還沒(méi)有拍攝到這個(gè)環(huán)系的影像圖片，因此尚未得到所有的科學(xué)家的認(rèn)同。

土衛(wèi)五的名字得之于希臘神話中的瑞亞（Rhea），瑞亞也是蓋婭和烏拉諾斯的女兒，第一代的十二位提坦巨神之一。也被稱為時(shí)光女神，是眾神之母。他還是另一位提坦巨神克洛諾斯（相當(dāng)于羅馬神話中的農(nóng)神薩圖爾努斯）的姐姐和妻子。

小結(jié)：

根據(jù)以上的介紹，我們可以看到，在F環(huán)以外的外層環(huán)帶中，除了G環(huán)和F環(huán)已有IAU公布的正式名稱外，其余都是2005至2009年期間新發(fā)現(xiàn)的環(huán)帶和環(huán)弧，用的名稱都是暫稱。但這些暫稱的原意也都十分確切，因?yàn)榉謩e都是與這些環(huán)帶和環(huán)弧密切相關(guān)的土星衛(wèi)星名稱。按照慣例和這些土衛(wèi)已有中文的定名，對(duì)這些新環(huán)帶和環(huán)弧的中文名稱之譯名或定名也就只要冠以相應(yīng)的“土衛(wèi)X”的名稱就可以了，沒(méi)有必要，甚至可以說(shuō)“不宜”再用由英語(yǔ)音譯或意譯的新名稱了。

在【表2】的第6列中，列出了筆者對(duì)這些新發(fā)現(xiàn)的環(huán)帶和環(huán)弧的建議譯名。見(jiàn)本刊2015年第六期。

（責(zé)任編輯 張長(zhǎng)喜）