土星的奥秘远不止它的环，还有众多神奇的卫星。土卫六是一个比月球还大的冰冷星球，因其稠密的大气层和甲烷海洋而闻名；土卫二是一个明亮的白色冰球，冰冻的外壳内包裹着液态的海洋，其南极附近的裂缝中不断有水流喷出。土卫十八位于土星环中，形状奇怪，看起来像意大利方饺，土卫十看起来像肉丸。科学家们还发现了一个在土星环内运行的物体，称为佩吉（非官方命名），可能是一个正在形成或解体的卫星。

虽然我们已经对这些卫星的特点略有了解，但关于土星的卫星群，以及其对我们了解太阳系演化的启示，还有许多未知的问题。

1、土星的卫星几岁了？

许多卫星形成于40多亿年前，与太阳系其它天体形成时间相同。尤其是土星的一些较大卫星，其表面大量的陨石坑，证明了其漫长的历史。但一些模型则显示土星的一些卫星可能更年轻，只有1亿年或更短的历史。

判断卫星年龄的方法之一是观察卫星绕土星运行的轨道距离。行星及其卫星之间的引力拉锯战使得行星在漫长的时间里缓慢地将卫星轨道向外推。（我们的月亮正在以每年约3.8厘米的速度远离地球）

一些研究表明，如果土星卫星和太阳系一样古老，那些靠近土星环的卫星现在应该被推得更远。这一结论与卫星表面坑坑洼洼的陨石坑所表明的年龄不符，但它为解开土星系统的历史谜题提供了新思路。

2、土星的卫星是同时形成的吗？

并不是，直到现在，土星环的外缘仍有小卫星在形成。土星的一些卫星，包括最小、最内侧的土卫一，构成物质可能与土星环相同，这就意味着它可能比之前所认为的要年轻得多。构成它的物质可能包括土星周围破碎的彗星和小行星碎片以及早期卫星碰撞产生的或距离土星太近而被撕碎而成的碎片。

另一种理论认为，这些行星在太阳系形成约10亿年后重新排列，同时影响了周围的小天体，使它们在引力的作用下翻滚碰撞，为新卫星的形成提供了材料。

有迹象表明土星似乎也“收养”了一些卫星。长着“青春痘”（陨石坑）的土卫九可能来自远方，并在某个时刻被土星引力捕获成为土星卫星。之所以这么说是因为构成土卫九的物质来自太阳系远超出土星系范围的区域；轨道距离土星比大多数卫星更远，且以相反方向绕土星运行，即所谓的“逆行轨道”。

土星也有很多在“逆行轨道”运行的小卫星，它们的轨道相对于土星的赤道有一定的倾斜角，种种迹象表明，这些卫星很可能是被捕获的天体，而不是与其他卫星一起形成的。

3、为什么土星的大型卫星比木星少？

木星是一颗比土星还大的气态巨行星，有四颗大卫星和几十颗小卫星。这四颗大卫星被称为“伽利略卫星”，得名于发现它们的意大利天文学家伽利略。分别是木卫一“艾奥”、木卫二“欧罗巴”、木卫三“盖尼美德”以及木卫四“卡利斯托”。

但土星只有一颗大卫星——泰坦。木星的大卫星完好无损，而土星的大部分卫星却被土星引力撕碎或被碰撞撕裂。科学家们猜测，可能是木星大卫星的轨道距离木星更远因此不太容易被其引力撕裂。

4、为什么有的卫星有海洋，有的却没有？

卫星年龄就在这里起作用了。根据卡西尼号飞船对土星及其卫星长期的近距离观测，我们发现土卫二、土卫六表面存在液态海洋，土卫四可能存在液态海洋。

土卫一比土卫二更接近土星，更容易受到这两个天体之间的潮汐引力变化的影响，产生的热量足以维持海洋的存在，但为什么土卫一没有海洋？

行星科学家Marc Neveu在发表于《自然天文学》杂志上的一篇论文中推测，如果土卫一是一颗相对年轻的卫星，就可以解释这个问题了。

根据他的研究，土卫一由土星环中的碎片形成至今可能不到10亿年。在这种假设下，碎片形成土卫一前，已经在数十亿年的漂流里逐渐失去了放射热（岩石中某些化学元素核衰变过程中产生的热量）。如果没有内部的放射热，土星引力引起的挤压发热无法融化土卫一冰冷坚硬的表面并形成海洋。

但还有一些证据表明土卫一上可能存在海洋。根据卡西尼号对土卫一的观察发现，这颗小卫星在绕轴旋转时会摆动，原因可能是其形状不规则的固体核心，也可能是其冻结的表面下暗存着波涛汹涌的海洋。

5、卫星上的海洋和地球上的相似吗？

与地球海洋一样，土卫二上的海洋也是咸的，表明海水可能与卫星的岩石核心发生了某种化学作用，这增加了海洋适合简单生命生存的可能性。地球上的这种相互作用为生活在海底的生物提供了能量和营养。土卫二上也会发生同样的事情吗？

土卫六虽然也有液态海洋，但科学家们目前还无法确认该海洋是否与海底岩石或者冰层存在相互作用。

6、海洋存在多久了？

很可能已经存在了数十亿年，因为卫星形成后很难再形成地下海洋。尽管科学家们已经研究了巨大撞击的可能性，但对土卫二海洋的最初形成原因还是无法给出明确的解释。

土卫六的海洋可能是在40多亿年前与土卫六同时形成。土卫六内部的放射热、撞击产生的热量或这些因素的组合都可能是土卫六存在海洋的原因。由于土卫六轨道距离土星太远，因此引力牵引产生的热量可以排除。

7、海洋里有生命吗？

我们还不知道这些海洋是否含有支持生命的必需成分，但一些有趣的迹象表明生命很有可能存在！

土卫二是人类寻找地外生命的首要目标之一，因为它似乎有三种支持生命存在的最重要成分：液态水、适宜的化学成分（如碳或氢）和能源。

2015年， NASA的卡西尼号宇宙飞船从土卫二喷发的水柱穿过，并探测到了氢分子。这增加了土卫二的宜居性，因为氢是生存在地球热液喷口附近的生命形式的重要食物来源。

2023年6月，一个国际科学家团队利用卡西尼号的数据，在土卫二喷射到太空中的富盐冰粒中发现了另一种生命必需的化学元素——磷。

土卫六只有地球大小的一半，其内部的海洋、稠密且富含氮的大气层和复杂的碳化学物质吸引了科学家的注意。无论是否有生命存在，土卫六都是研究生命化学的神奇自然实验室。

8、卫星会永远和土星在一起吗？

土星的主要卫星很可能会永远绕着土星运行，但一些较小、脆弱的环形卫星可能会消失。由土星环中松散物质形成的较新的小卫星发生毁灭性碰撞和被潮汐引力破坏的风险更高。

9、为什么卫星在迅速远离土星？

随着时间的推移，卫星会慢慢地远离它们的母行星。土星被其众多卫星的引力牵引着更靠近卫星（类似于月球引力牵引地球海洋，产生潮汐）。同时土星的引力也会牵引卫星，形成引力拉锯战，将卫星推入更远的轨道。

分析表明，由于一些内部卫星离土星很近，因此它们向外移动的速度可能比预期的要快。科学家们将卡西尼号十年来测量的土星卫星轨道与100年前的望远镜图像中的轨道进行了对比。

分析表明这些卫星的年龄很小，否则在土星形成后的46亿年里，它们应该被推到距离土星更远的地方。虽然这个想法很有趣，但研究人员指出，100年的观测时间放在行星的时间尺度上太小，不足以辨别这些卫星轨道的变化。

从某种意义上来说，土星卫星在远离土星，就像月球远离地球一样。不过，所涉及的时间可能比太阳系的预测寿命（即数十亿年）还要长。

10、土星环如何？

研究人员认为，土星环可能在一亿年内消失，被土星引力牵引，形成一场由冰粒组成的雨，落入土星。