第16节水星上的冰山之谜
看到水星的名字，人们脑海里总会产生这样的联想：水星上面全是水吗？
2011年3月17日，美国宇航局发送的“信使”号航天飞船终于进入水星轨道，对水星进行人类有史以来第一次长达1年时间的近距离观测，如果它的设备可以坚持的话，还可以更久。“信使”号的使命就是找出大量未解之谜的答案。
人们最想知道的一个问题是：水星两极的陨石坑内是否有冰存在。在太阳系的众行星中，水星是离太阳最近的，其表面长时间地受太阳光炙烤。因此，在太阳系的行星中，水星上存在冰的可能性是最小的。但是1991年，以地球为基地的监测水星的雷达发现，水星南北极附近存在雷达波高反射区。通常纯净的（水）冰对雷达波的反射率都很强。因此科学家们揣测，这一现象可能说明水星表面存在冰。因为水星的两极不会被太阳晒到，而且温度极低，这为冰的长期存在提供了可能。“信使”号上的中子探测器将分析那里是否含有氢元素（水由氢元素和氧元素组成）——进而推断是否有冰的存在。
水星上的铁从何而来？
科学家现在知道，相比于其他行星，水星上的石头较少，铁较多，而铁的密度比石头大。但水星是如何形成这一奇特地貌的呢？有可能是原始星云大爆炸形成各种行星的时候，刚好有一块含铁量丰富的星云形成了水星。也有可能它的地壳表面原来也是石头，后来被太阳烤焦后变成现在的模样。“信使”号通过对水星表面的石头和水星核心重力剖面的分析，有望解答这一问题。
水星为何会有磁场？
对于水星的探索，过去也有一些，但都是匆匆忙忙地飞掠水星上空进行照片拍摄和测量。最早可以追溯到1974年的“水手10号”航天飞船，“信使”号2008年和2009年也曾飞掠水星
“水手10号”发现，水星有磁场。从理论上来说，行星只有快速旋转和拥有熔融核时，才能产生磁场。然而水星旋转一周需要59天，它仅是地球体积的1/3，因此它的内核应该在很久以前就已经变凉了。
在水星磁层上还发生较为频繁的高能粒子暴，而且水手十号曾同时观测到4次高能粒子暴，但是这里就引出了一个问题：为什么信使号探测器连续三次飞越水星时却没有探测如此高密度的高能粒子暴呢?现在信使号就位于水星的近日点上，将进行轨道修正。从目前的迹象看，水星磁层出现的高能粒子暴更趋向带有某种未知的“定时”诱发机制，这进一步给水星的磁层蒙上了神秘的面纱。
神秘的X行星之谜
除了地球外，太阳系还存在8大行星，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。关于冥王星（2006年8月24日，国际天文联合会宣布冥王星为一颗矮行星，不再属于太阳系9大行星之列）。自从1930年天文学家发现遥远的冥王星之后，就一直有人猜测第10颗大行星存在的可能性，并把这颗可能隐身于更深更黑暗的太空中的大行星叫做“X行星”X代表未知，同时也代表罗马数字10，一语双关地暗示了第10颗行星的存在。
1781年，德国天文学家威廉。赫歇耳发现天王星。经过预算，天王星的直径是地球的3。98倍，质量是地球的14。8倍，离太阳的距离是地球与太阳的距离的19。2倍。然后人们根据牛顿定律算出天王星的运行轨道，但是这个计算出来的轨道和它的实际运行轨道略有偏离。于是有人猜测，在天王星外还有另外的一颗行星干扰天王星的运行。1846年，法国天文家勒维耶发现了海王星，证实了这种猜测。
冥王星的发现也是通过类似的猜测而最终被发现的。但是人们后来发现，冥王星的质量不足以引起天王星和海王星的偏离。如果是冥王星能产生足够的引力，则它的质量必须达到地球质量的1/10，但是实际上冥王星的质量只能抵得上0、0022个地球。于是，“X行星”成为了新世纪的大胆预言。
海王星发现之后的近半个世纪，几代天文学家不懈的努力，却始终未能找到认为应该存在的、比地球质量大几倍的海外大行星。人们不禁要问，这个设想中的X行星是否根本就不存在，天王星和海王星的轨道运行不规则性又该如何解释呢？
澳大利亚的天文学家约翰。莫来，一直致力于搜索太阳系第10大行星。在一次研究彗星的过程中，莫来突然发现有数量巨大的彗星都在离太阳相同的距离上达到轨道顶点，这个距离大约在4。8万亿到72万亿千米，这个现象引起他极大的兴趣。当他对其中最有精确轨道的13颗彗星进行重点研究时，莫来发现它们的运行更加奇特--它们的轨道都沿着一条跑道分布排开，就好像受到了什么巨大的天体影响一样，这种轨道排布不是偶然的，莫来从这13条彗星的轨道开始推算，最终最终命名的“X行星”的位置初步确定在海豚座，方位和天鹅座非常接近。
但是确定这颗神秘行星是否确实存在，以及探测它的准确位置不容易做到。“X行星”在太空中的运动相对缓慢，同时收到的太阳照射又少的可怜，几乎不会反射任何光线。X行星隐藏在黑暗的宇宙背景中，用天文望远镜几乎无法发现它。迄今为止得出的发现，无非是照片上几十个尚未作出解释的暗淡的斑点。它们很可能是一些小行星，也可能只是照相底片上的瑕疵。况且神秘的X行星太暗淡了，用施密特望远镜想发现它实在是难上加难。
目前这个神秘的“X行星”依然没有定论。
第17节土星绚丽多彩的环结构起源之谜
土星是如何具有这些漂亮的光环结构呢？虽然我们的太阳系中，像木星、天王星还有海王星，这些行星上有的也有光环结构，但是没有像土星的光环那样密集，土星的环结构给人的感觉显得厚重而密集。土星的环结构给人的感觉显得厚重而密集。
在土星光环系统上，存在着大量的冰颗粒，这些颗粒分布在土星赤道上空大约4000英里（6437公里）的地方，并外层宇宙空间中绵延大约7。5万英里（12。07万公里）。而在环结构上还存在着许多“空白的裂缝”，而这些环中的裂缝存在的原因是这些地方的碎片逐渐形成了土星周围的微小月亮，或者是从更远的地方产生引力作用的效果。其中就是著名的卡西尼环缝。
更有趣的是，相比较土星的年龄而言，土星的环结构还是非常年轻的。土星诞生至今大约有40多亿年了，而土星的环只有数亿年的历史。据位于科罗拉多州的空间科学研究院卡西尼探测器成像科学团队和图像控制中心实验室的主任卡罗琳（CarolynPorco）介绍：我们还不知道土星的环系统是在何时形成的，以及持续了多长时间，这期间环结构是否是连续存在的，是否有出现过断档期，这些问题我们还处于探索之中。
针对土星神秘环结构的起源问题，科学家目前推测有两种可能性：第一，在远古时期的土星，轨道周围分布着小月亮，由于土星强大引力的作用，这些小月亮在围绕土星旋转的时候被撕裂了，形成了这些小碎片构成的土星环。
第二，撞击假说，土星在某个时期受到一个天体的撞击，这颗天体可能是一颗小行星或者是一颗大彗星，巨大的撞击力使得土星表面的物质被剥离到宇宙空间中，在土星引力的作用下，散落的物质开始逐渐稳定下来，形成了土星的环结构。
研究土星的环结构不仅是对土星奥秘的一种了解、探索。土星环的形成过程包含了宇宙中对于盘状物质分布的一般规律特征。探索土星的环结构，最直接的衍生探索课题是对宇宙中其他行星上的环结构的形成有了一个较为相似的认识，这些行星的外围环结构的分布在一定程度上都有着共同之处。
其次，也可以让我们明白，盘状结构的形成理论有助于我们研究宇宙中恒星周围的气体和尘埃运动以及后续演化的模型。再者。对于更大范围上的研究，比如星系的螺旋结构动力学模型，围绕在星系形成之初周围的尘埃碎片物质是如何演变的，对这些问题的深入探讨都可以源于对土星神秘环系统的研究成果。
土星的自转周期到底有多长
除此之外，如何衡量土星的一天呢，或者说如何确定气态行星上的一天到底有长也是一个棘手的问题，这不像岩质行星上有着明显的标志性的地形进行区分确定，而且通过气态行星上的云层标志确定自转周期也存在着代表不充分的问题。
科学家对此采用了一种方法，通过测量行星上自然发射的电波信号进行确定，这种技术已经应用于测量木星的自转周期，而对土星的信号处理来源于旅行者的数据记录。在2004年，卡西尼探测器通过这个方法测量了土星上的一天，大约比现有的数据多了6分钟。
然而，后续的研究表明，这种方法对土星来说还存在问题，土星的波电信号是由其磁场产生的，而土星的磁场与自转存在不同步的问题，所以通过测量不同步的磁场信号而判断土星的自转是存在问题的。
总的来说，科学家对此不得不进行数据平均，也就是通过平均先锋号探测器、旅行者探测器以及卡西尼探测器所测量的结果，得出的“最佳”数据为：土星的一天大约是10小时32分35秒。
土星上令人惊讶的六边形云团
在上个世纪80年代，美国宇航局的旅行者号探测器飞越土星的时候，发现了一个令人惊讶的六边形云团位于土星的北极附近。卡西尼探测器在近些年也在一直观测这个奇怪的天气现象，这个云团不仅形状非常地奇怪，而且还很庞大，可以容纳下四个地球。
卡西尼探测器上的可见光和红外分光计详细对云团进行的测绘，以此想揭开土星自转对大气系统造成多大的影响以及土星的内部结构是如何作用于大气循环的。
此前，研究人员为了研究土星北极这个奇怪的云团，使用了一个大型液体容器进行模拟，模拟六边形的形成机制以及其他多边形的形成形状。实验结果表明，土星的六边形云团与旋转体在流体力学中的行为非常相似，这同时也是一个极为奇怪的推论，使得科学家对此有些费解。
在太阳系中，土星被誉为美丽的天体，它戴着的光环曾被认为是不可思议的奇迹。今天科学家经过大量研究发现，在太阳系九大行星中，不仅土星戴着光环，而且木星、天王星和海王星也是戴着光环的。
在这4颗戴着光环的行星中，土星的光环最为壮观和奇丽。历史上首先发现土星光环的是意大利天文学家伽利略。1610，伽利略用刚刚发明不久的天文望远镜观测土星，发现它的侧面仿佛有一些什么东西。遗憾的是，直到他去世，也没有弄清楚那些东西究竟是什么玩意儿。
土星上肆虐大巨星风暴之谜
另外，土星上肆虐的巨型风暴也是土星的一大谜团。相比较其他气态行星而言，特别是土星的大邻居木星，他们在体积上是都是非常巨大的，而其实木星也拥有一个环系统，木星环比其土星的环，那就是小巫见大巫了，在地面上需要用超大口径的望远镜才能观察到，且木星的环主要是尘埃。在木星上也有一个大红斑，分布在木星赤道带以南，被称为是一种反气旋的巨型漩涡气流，足以放下两到三个的地球。然而，在去年的12月份，一个巨大白色状的风暴在土星的北半球爆发。
天文学家目前的研究结果显示：土星的大风暴大约在每三十年左右出现一次周期循环，同时可追溯到180年以上，而在土星上的一年，相当于地球上的30年，科学家认为这暗示着大风暴与土星的季节存在着某种联系。但是如果仅仅是这样简单的推演，现在出现的大风暴并不是一直存在着，它会在2020年的某个时候消失，所以检验这个简单理论的方法其实也很简单，如果在2020年风暴还存在，那这个理论或许就需要进行修改了。
关于土星北半球出现的巨型风暴，我们对其起源和动力源都还不得而知，卡西尼探测器图像控制中心实验室的主任卡罗琳认为：这种巨型气态行星的大气动力与地球或者金星等行星不一样，存在着另一种循环模式，而土星的风暴具有着强大的能量，这些能量是从何处而来的，以及如何维持超级气旋的规模都还有待进一步的探索。
