簡介

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)。 在旅行者號于1980年代探測土星之前，人們只知道土衛(wèi)二是一個被冰覆蓋的衛(wèi)星。旅行者號顯示土衛(wèi)二直徑約為500公里（相當于土星大的衛(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光。旅行者1號發(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造，又存在較為年輕的、地質活動所造成的扭曲地形構造——其中一些地區(qū)的地質年代甚至只有1億年。

為了探索土衛(wèi)二，美國宇航局于二十世紀末發(fā)射卡西尼號太空船，并于二十一世紀初抵達土星附近，為科學研究提供了大量的數(shù)據(jù)。探究表明，土衛(wèi)二是外太陽系中迄今為止觀測到存在地質噴發(fā)活動的三個星體之一（另外兩個分別是木衛(wèi)一和海衛(wèi)一）。分析認為噴射的物質是星體表面以下的液態(tài)水；同時，在噴射的羽狀物中亦發(fā)現(xiàn)了奇特的化學成分，因此土衛(wèi)二也被認為是天體生物學的重要研究對象。 2015年3月，東京大學、日本海洋研究開發(fā)機構等與歐美的國際團隊一道，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，北京時間凌晨2點，美國國家航空航天局（NASA）在華盛頓總部的詹姆斯·韋伯禮堂召開新聞發(fā)布會，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米望遠鏡（當時世界上直徑大的望遠鏡）時發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)二其實在1787年，赫歇爾就已經(jīng)通過他的16.5厘米望遠鏡觀測到這顆衛(wèi)星，只是當時未得到確認。由于土衛(wèi)二糟糕的視星等（高達11.7等），同時它又靠近明亮得多的土星及其光環(huán)，從地球上很難觀測到這顆衛(wèi)星，只有通過透鏡直徑達15-30厘米的望遠鏡才能觀測到，這還取決于當時當?shù)氐拇髿鉅顩r和光污染程度。作為太空時代之前發(fā)現(xiàn)的眾多土星衛(wèi)星之一，土衛(wèi)二的最佳觀測時間是在環(huán)面穿越時期，此時土星環(huán)垂直于地球運行點的切線在地球上只能觀測到一條細線，土星環(huán)的亮度大為降低，故為觀測土衛(wèi)二的最佳時機。

直到旅行者號計劃實施后，對土衛(wèi)二的觀測才得到顯著改善，而之前科學家所掌握的資料僅僅包括了該衛(wèi)星的軌道特征及對其質量、密度和反照率的約略估計。

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)星地表的地質年齡較低。旅行者1號亦證實土衛(wèi)二的運行軌道恰好位于土星E環(huán)的稠密處；結合土衛(wèi)二的年輕地表分析，參與旅行者飛船計劃的科學家認為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較少。這種多樣性的地貌特征與地質年齡古老、撞擊坑眾多的土衛(wèi)一（該衛(wèi)星較土衛(wèi)二稍小）形成了鮮明對比。這種年輕地貌的發(fā)現(xiàn)在科學界引起了很大轟動——當時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)）依然存在著地質活動。不過，旅行者2號的觀測數(shù)據(jù)并不能證明土衛(wèi)二現(xiàn)階段是否仍存在地質活動，也無法確認該衛(wèi)星是否就是E環(huán)物質的來源地。

這些謎團直到2004年7月1日卡西尼號太空船進入環(huán)土星軌道后才得以解決。在旅行者2號觀測結果的基礎上土衛(wèi)二成為了卡西尼號飛船計劃的一個優(yōu)先觀測目標?？ㄎ髂崽栐?500公里范圍內數(shù)次有目的性的飛掠，及在10萬公里范圍內眾多非目的性的飛掠提供了大量的觀測資料。迄今為止，卡西尼號共進行了4次近距離的飛掠，獲得了眾多關于土衛(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雜碳氫化合物的噴射現(xiàn)象這些發(fā)現(xiàn)也促使卡西尼號的飛行軌道做出改變，對土衛(wèi)二實施更近距離的飛掠，其中包括2008年3月的一次近距離相遇。在該次相遇中，卡西尼號對土衛(wèi)二進行了精度達到52公里以內的探測。2008年至2010年間卡西尼號的后續(xù)任務包括了7次對土衛(wèi)二的近距離飛掠，其中2008年下半年的兩次飛掠距離近達50公里，卡西尼號在土衛(wèi)二上的發(fā)現(xiàn)推動了數(shù)項研究計劃的跟進。2007年，美國國家航空航天局完成了一項向土衛(wèi)二發(fā)射軌道飛行器并詳細研究南極地區(qū)羽狀噴射物的計劃的概念性研究，遺憾的是該計劃未得到進一步實施。歐洲空間局也計劃向土衛(wèi)二發(fā)射探測器，該計劃將與土衛(wèi)六的研究計劃共同實施。

“土衛(wèi)六-土星計劃”是美國國家航空航天局和歐洲空間局聯(lián)合提出的一項旨在探測土星系衛(wèi)星（包括土衛(wèi)二）的計劃，與之相競爭的則是“木衛(wèi)二-木星計劃”。2009年2月，美國國家航空航天局和歐洲空間局宣布將優(yōu)先實施木衛(wèi)二-木星計劃，同時也將繼續(xù)研究土衛(wèi)六-土星計劃的可行性擇機實施。

二十世紀末發(fā)射，并于二十一世紀初抵達土星附近的卡西尼號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。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)以及可探測到的逃逸內能的存在、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活動在巨行星的衛(wèi)星系統(tǒng)中許多衛(wèi)星都會成為軌道共振的犧牲品這會導致星體震動和軌道的擾動，而對于更加靠近行星的衛(wèi)星，潮汐效應則會加熱行星的內部這或許可以解釋土衛(wèi)二的地質活動。

2017年，“卡西尼”號傳回的數(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，這源于土衛(wèi)二的海洋與巖石內核產(chǎn)生的熱液反應。若推測無誤，土衛(wèi)二的海洋可能也存在孕育生命的重要化學物質甲烷。

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《在好望角天文觀測的結果》（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袖克羅諾斯。

國際天文學聯(lián)合會以阿拉伯文學作品《一千零一夜》中的人名和地名命名土衛(wèi)二的地表構造。其中撞擊坑以人物命名，其他地質結構如深谷、山脊、平原和槽溝則以地點命名。迄今為止國際天文聯(lián)合會共正式命名了57處地質結構，另有22處于1982年為旅行者號所發(fā)現(xiàn)的地質結構亦得到了命名，此外，對2005年卡西尼號在其三次飛掠中發(fā)現(xiàn)的35處地質結構的命名也于2006年11月獲得了認可。這些被認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。