土星的光环系统（四）——外层区域的环带和环缝

□ 刘 炎

土星的光环系统（四）
——外层区域的环带和环缝

□ 刘 炎

图1 这是哈勃空间望远镜于2004年3月22日拍摄的土星照片，看起来简直像是一件举世无双的完美艺术品！

在天文爱好者的望远镜里，土星和那大沿草帽似的光环恐怕是太阳系天体中最奇丽而又最令人惊叹的一种景象了，而且土星的光环又是行星光环中最壮观而又最复杂的一个光环系统。在土星的光环系统中，除了人们已经熟知的A环、B环、C环和卡西尼缝、恩克环缝等著名带、缝之外，近几十年来的空间探测又发现并命名了许多新的环带、环缝和环弧等细节结构。本文拟对现今我们已经了解的土星光环系统结构的基本情况及其名称的来历和中文译名等作一些粗略的介绍和探讨。

土星外层区域的环带和环弧

在2005至2009年期间，空间探测又发现了土星光环系统的几个新的环带和环弧，这些环带和环弧迄今还没有得到国际天文学联合会（IAU）的正式命名。但为了称呼它们，科学家们就给了它们暂时的名字，这些名字一般都是与它们相近的或者相关的卫星名称。而且实际上，这些环带和环弧与这些相近的卫星确实也存在着相当密切的关系。

图2 土星光环系统中外层区域的环带和环弧

土卫十/土卫十一环带——Janus/Epimetheus Ring

2006年，卡西尼号飞船在土卫十和土卫十一这两颗卫星的轨道区域发现了一个十分宽阔的环带，宽度达5000千米。这是一个暗弱的尘埃环带，环带物质就来源于这两颗卫星：卫星的表面由于受到流星体的撞击，喷发出来的细小颗粒就在这两颗卫星的轨道区形成了一个弥散的环带。

土卫十和土卫十一是一对共轨卫星，轨道的半长径分别是（151460±10）千米和（151410±10）千米。新发现的环带尚未得到正式命名，鉴于环带与这两颗卫星的密切关系，现今暂被称为“Janus/Epimetheus Ring”。Janus是土卫十的英文名，而Epimetheus则是土卫十一的英文名。

关于这一环带的中文译名，笔者认为由此宜称为“土卫十/土卫十一环带”，而不宜采用当前维基网上所列的“杰瑞斯/艾比米修斯环”的称呼。因为，第一，这一环带与土卫十和土卫十一有着最密切的关系；再者，正如本文一开始所言：“对于土星卫星的中文译名，就像对于太阳系其他行星的所有卫星之译名一样，按传统和惯例都一律不用音译或意译，而基本上是根据它们被发现和命名的时间顺序先后，依次定名为‘×卫一’、‘×卫二’、‘×卫三’、…… ‘×卫十一’……等等。”

当然，在某些特殊的场合，为了增加中文译名的特征性、故事性或趣味性，也不排除采用音译或意译的方式。然而，此种译名必须得顾及译名的人文、历史、文化、传统等多个方面。

Janus和Epimetheus这两个名称均来源于希腊和罗马神话。Janus是罗马神话中的门神雅努斯，雅努斯是罗马本土最原始的神祇，描绘为具有前后两个面孔或四方四个面孔的神。罗马士兵出征时，都要从象征雅努斯的拱门下穿过，此拱门后来发展成面向四方的双拱门，现今欧洲各国的凯旋门形式都是由此而来。Epimetheus是希腊神话中的一个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儿子，普罗米修斯的兄弟，潘多拉的丈夫。传说中他与普罗米修斯一起用泥土创造了人类。

“雅努斯”和“厄庇墨透斯”已分别是“Janus”和“Epimetheus”的常用的、传统的中文译名，因此，如要对“Janus/Epimetheus Ring”采用音译，就应译为“雅努斯/厄庇墨透斯环”，而不必另取新译为“杰瑞斯/艾比米修斯环”。否则，就很难使读者把这些环带的译名与相应的土星卫星以及希腊神话故事联系起来，甚至会产生歧义或误导。

当然，为了便于理解和相互交流，笔者认为“Janus/ Epimetheus Ring”的中文译名还是以“土卫十/土卫十一环带”为最佳。

图3 从背后被阳光照亮的G环的图像。

G环（G Ring）

G环是极为扁薄而黯淡的环带，宽度约有8000千米，距土星中心约136,770～139,380千米，位于F环和E环之间。环的外侧离土卫一（Mimas）约15,000千米。1979年由先驱者11号探测发现

环的内侧有一段明显的亮弧（类似海王星环的环弧），宽度约为250千米，延伸约占整个圆环的六分之一，其位置在与土卫一的6：7共振轨道上。环弧中有一颗直径只有几百米的小卫星土卫五十三（Aegaeon），小卫星被微流星体撞击后的抛出物，很可能就是G环中物质的主要来源。

土卫三十二环弧——Methone Ring Arc

这是一个在土卫三十二轨道上的一段很短的暗弱环弧，与土卫三十二联在一起，在轨道方向的延伸只有10°左右。这个环弧是在2006年9月被卡西尼号飞船探测到的，环弧中的物质应该是来自土卫三十二被微流星体撞击后的抛出物。土卫三十二受到比它大得多的土卫一所产生的轨道共振（14:15）的影响，其抛射出的尘埃物质就被束缚在一定的范围内（类似于在G环内的约束机制）而形成环弧，而且土卫三十二自身的轨道位置还会在经度约5°的范围内来回摆动。

图4 土卫四十九环弧和土卫四十九

土卫四十九环弧——Anthe Ring Arc

也是一段暗弱的环弧，与土卫四十九联在一起。2007年6月被卡西尼号飞船探测到，在轨道方向上延伸略长，约有20°的范围。环弧中物质是土卫四十九的被微流星体撞击后的抛出物，土卫四十九同样也受到土卫一所产生的轨道共振（10:11）的影响，因此这些抛出物也被束缚在一定的环弧范围内；而且土卫四十九自身的轨道位置也会来回摆动，其经度方向摆动的幅度比土卫三十二更大，约有14°。

土卫三十三环——Pallene Ring

土卫三十三环也是一个黯淡的尘埃环带，与土卫三十三享有共同的轨道，因而被称为土卫三十三环，也是卡西尼号飞船2006年探测时发现的。环带的径向宽度约为2,500千米，其间的尘埃物质也是卫星受到流星体的撞击而喷发出来的，散布在整个轨道路径上而形成一个弥散的环带。土卫三十三还经受着比它大得多的两颗卫星：土卫一和土卫二产生的轨道共振影响。

与上述土卫三十二环弧、土卫四十九环弧和土卫三十三环弧相关联的三颗土卫，都得名于希腊神话中的神仙人物，分别被称为：墨托涅（Methone，土卫三十二）、安忒（Anthe，土卫四十九）和帕勒涅（Pallene，土卫三十三），这三位都是巨人阿尔库俄纽斯（Alkyoneus）的女儿。

阿尔库俄纽斯是大地女神盖娅与天空之神乌拉诺斯的儿子，他有七个女儿，都是宁芙（Nymph）仙女。墨托涅、安忒和帕勒涅就是其中的三个。在巨人族之战中，阿尔库俄纽斯不幸被大力神赫拉克勒斯杀死，七姐妹悲痛欲绝，就一齐投海而去。后来海王波塞冬的妻子海后安菲特里忒怜悯她们的不幸遭遇，就把七姐妹都化为了翠鸟。

由此，对于以上这三个环弧和环带的中文译名，鉴于与“Janus/Epimetheus Ring”中文译名相同的理由，宜分别译为“土卫三十二环弧（Methone Ring Ar c）”、“土卫四十九环弧（Anthe Ring Arc）”和“土卫三十三环（Pallene Ring）”。而如果要采用音译，则可使用希腊-罗马神话故事中传统的、常用的译名，分别译为“墨托涅环弧（Methone Ring Arc）”、“安忒环弧（Anthe Ring Arc）”和“帕勒涅环（Pallene Ri ng）”。笔者以为，现今维基网上所列的“美索尼环弧（Methone Ring Arc）”和“安德列环弧（Anthe Ring Arc）”之译名也是欠妥的。

E环——E Ring

E环是土星的最外第二圈的光环，极其宽大，直径约有30万千米，是土星直径的五倍。但甚为稀薄，物质构成是水冰、硅酸盐、二氧化碳和氨等物质的微小颗粒，其尺度仅为微米和亚微米的量级。理论推测这样的环是不稳定的，只能维持约1万至100万年。关于E环中的物质，2005年时卡西尼号飞船的观测结果表明，应是来源于土卫二（Enceladus）南极地区的所谓“虎皮条纹（tiger stripes）”区域，是一些冰火山的喷发物。

图5 从背后被阳光照亮的E环以及土卫二的辉光，土卫二的南极正在向下方喷发。

图6 若干土卫与土星各环带关系的侧面图，图中也可以看出土卫二正处于E环之中。

图7 E环和土卫二。从土星北极上方俯瞰的土卫二（Enceladus）轨道图（红色高亮的圆形）。由图中还可以看到与相应环带有着密切关系的若干卫星的位置。

土卫九环——Phoebe Ring

这是在土卫九轨道内侧发现的一个极为巨大而松散的环带，也是土星最外圈的光环。整个环带的范围从土星半径的70倍延伸至约200倍，环的厚度约为土星直径的20倍。从地球上观测，其视直径几乎可达到两个满月的大小，不过由于环带的气体极其稀薄，在地球上观测实际上几乎是看不见的。

土卫九环是2009年10月由美国国家航空航天局（NASA）使用斯皮策空间望远镜（Spitzer Sp ace Telescope(SST)）的红外线观测发现的。

土卫九得名于希腊神话中的福柏（Phoebe）。福柏也是第一代的十二位提坦巨神之一，是大地女神盖娅与天空之神乌拉诺斯的女儿，又是太阳神阿波罗和月亮女神阿耳忒弥斯的外祖母。Phoebe在英语中也有“月亮女神”的意思。因此传统上往往又把她与月亮联系在一起。

鉴于上述的理由，“Phoebe Ring”的中文译名宜是“土卫九环”，而不宜采用维基网上所列的“菲比环”的名称。

图8 斯皮策空间望远镜用24微米波长的红外线拍摄到的土卫九环的局部影像。巨大的环带使土星的主环相形见绌。

图9 一张弥足珍贵而又极富创意的土星及其光环的全景照片，2013年7月19日由卡西尼-惠更斯号飞船拍摄，此时飞船处在离土星120万千米的距离上。拍摄时太阳正位于土星的正后方，因此这是一张土星掩食太阳时的照片。与地球上日全食时能看到日冕景象的状况类似，此时土星光环的各个主要环带也都清晰地显现出来了（图中的亮度已被强化）。照片中最外的亮环是E环。

土卫五环系——Rings of Rhea

2005年11月6日，当卡西尼号飞船首度飞越土星第二大卫星土卫五的表面进行探测时，发现离土卫五中心1600至2100千米的范围内可能有一个稀疏的环带系统，包含有三条狭窄的环带，环带中有较为密集的固体粒子。此一发现公布于2008年3月6日的《科学杂志（Science）》，这可能是太阳系中第一个被发现的环绕着卫星的光环系统。但空间探测迄今还没有拍摄到这个环系的影像图片，因此尚未得到所有的科学家的认同。

土卫五的名字得之于希腊神话中的瑞亚（Rhea），瑞亚也是盖娅和乌拉诺斯的女儿，第一代的十二位提坦巨神之一。也被称为时光女神，是众神之母。他还是另一位提坦巨神克洛诺斯（相当于罗马神话中的农神萨图尔努斯）的姐姐和妻子。

小结：

根据以上的介绍，我们可以看到，在F环以外的外层环带中，除了G环和F环已有IAU公布的正式名称外，其余都是2005至2009年期间新发现的环带和环弧，用的名称都是暂称。但这些暂称的原意也都十分确切，因为分别都是与这些环带和环弧密切相关的土星卫星名称。按照惯例和这些土卫已有中文的定名，对这些新环带和环弧的中文名称之译名或定名也就只要冠以相应的“土卫X”的名称就可以了，没有必要，甚至可以说“不宜”再用由英语音译或意译的新名称了。

在【表2】的第6列中，列出了笔者对这些新发现的环带和环弧的建议译名。见本刊2015年第六期。

（责任编辑 张长喜）