Thổ tinh

Nhiều vệ tinh

Đặc điểm nổi bật nhất của sao Thổ, xếp sau các vành của nó, chắc chắn là các vệ tinh của nó. Duy chỉ có Mộc tinh dường như mới có nhiều vệ tinh hơn, và duy chỉ có Mộc tinh mới có một vệ tinh lớn hơn vệ tinh lớn nhất của Thổ tinh. Chúng ta thậm chí không biết chính xác sao Thổ có bao nhiêu vệ tinh nữa. Khi sứ mệnh Cassini-Huygens bắt đầu triển khai hồi năm 1997, chỉ có 18 vệ tinh được nhận dạng. Ngày nay, chúng ta biết ít nhất là có 61 vệ tinh, và 52 trong số này đã được đặt tên.

Đa số các vệ tinh của sao Thổ có chuyển động của chúng hết sức bình thường. Bảy trong số chúng thẳng hàng với xích đạo của hành tinh, giống hệt như các vành vậy. Không giống như đa số các vệ tinh trong Hệ Mặt trời, chúng chuyển động trong những quỹ đạo gần như tròn hoàn hảo và có chiều chuyển động giống nhau. Có một ngoại lệ đáng chú ý gây tò mò đối với các nhà khoa học – đó là vệ tinh nhỏ tên gọi là Phoebe. Phoebe là vệ tinh ở xa Thổ tinh nhất, cách xa hành tinh gần 13 triệu km. Nó chuyển động theo hướng ngược lại với các vệ tinh khác. Nó còn quay tròn theo chiều kim đồng hồ, trong khi tất cả các vệ tinh khác, kể cả hành tinh chính, quay ngược chiều kim đồng hồ.

Cho đến nay vẫn chưa rõ là các vệ tinh của sao Thổ đã hình thành như thế nào, nhưng phần lớn trong số chúng có khả năng hình thành cùng một lúc và theo cách giống nhau. Ngoại lệ là Phoebe, vệ tinh này có khả năng là một sao chổi hoặc một tiểu hành tinh bị bắt giữ bởi lực hấp dẫn của hành tinh.

Titan có cấu tạo phần lớn là đá, nhưng những vệ tinh lớn khác đang quay tròn xung quanh sao Thổ có khả năng hình thành từ băng. Các vệ tinh còn khác nhau ở nhiều phương diện khác. Chúng quay xung quanh hành tinh ở những khoảng cách rất khác nhau, từ gần đến 133 600 km – ngay bên trong hệ thống vành – cho đến xa cỡ 13 triệu km. Chúng cũng trông rất khác nhau. Một số thì bề mặt loang lỗ các miệng hố, số khác thì có các đỉnh cao sắc nhọn. Một vệ tinh, Enceladus, phủ toàn băng phản xạ ánh sáng mặt trời. Điều này khiến cho Enceladus là vật thể sáng nhất trong toàn Hệ Mặt trời, trừ Mặt trời ra.

Titan

Các nhà khoa học thật sự hứng thú với Titan, không phải chỉ vì nó là vệ tinh lớn nhất của sao Thổ. Nó còn là vệ tinh duy nhất trong Hệ Mặt trời được biết có một bầu khí quyển, tương tự như khí quyển Trái đất, giàu nitrogen, một trong những “viên gạch cấu trúc” của sự sống. Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng Titan khá giống với hành tinh Trái đất thời non trẻ, cách nay hàng tỉ năm về trước. Một trong những nguyên do gửi phi thuyền Cassini-Huygens lên khảo sát bề mặt Titan là cố gắng tìm hiểu Trái đất chúng ta trông như thế nào trong những ngày sơ khai nhất của nó.

Một số vệ tinh của sao Thổ có vẻ thể hiện vết tích của những tác động dữ dội trong vũ trụ. Minas, chẳng hạn, có một miệng hố va chạm khổng lồ, bề ngang rộng 129 km, chiếm gần như một phần ba bề mặt của vệ tinh. Miệng hố của Minas có vẻ là kết quả của một vụ va chạm hủy diệt với một vật thể nào đó. Hyperion thì có vẻ là một mảnh vỡ của một vệ tinh lớn hơn bị xé toạc ra vào lúc nào đó trong quá khứ trước đây. Hai vệ tinh nhỏ, Janus và Epimetheus, có lẽ là hai nửa của một vệ tinh bị vỡ ra khi bị một thiên thạch va trúng.

Một vài vệ tinh của sao Thổ dường như có một vai trò rất đặc biệt trong việc giữ các vành của nó tại đúng nơi cần thiết. Những vệ tinh nhỏ này – bao gồm Atlas, Daphnis, Pan, Pandora, và Prometheus – quay rất gần hệ thống vành của Thổ tinh. Hai trong số chúng quay ngay bên trong các vành. Lực hấp dẫn của chúng cân bằng với lực hấp dẫn của Thổ tinh, giúp giữ các hạt vật chất trong vành quay ổn định xung quanh hành tinh.

Toàn bộ hệ thống phức tạp này, giống như Trái đất và mọi đối tượng khác trong Hệ Mặt trời, quay xung quanh Mặt trời. Thổ tinh quay xung quanh Mặt trời, mang các vành và các vệ tinh quay cùng với nó. Nhưng Thổ tinh quay xong một vòng mất nhiều thời gian hơn Trái đất của chúng ta. Nó ở xa Mặt trời hơn nhiều so với chúng ta, cho nên quỹ đạo của nó lớn hơn nhiều, khoảng 8,7 tỉ km, và chuyển động chậm hơn nhiều. Trái đất, chuyển động ở tốc độ chừng 30 km/s, hoàn thành một vòng quỹ đạo trong một năm – 365 ngày. Thổ tinh quay xung quanh Mặt trời ở tốc độ chừng bằng một phần mười lăm của tốc độ đó – khoảng 9,6 km/s. Cho nên, một năm sao Thổ bằng khoảng 29,5 năm Trái đất.