天体档案 · MIMAS
土卫一
土星的小型多坑主要卫星
一颗由赫歇尔撞击坑主导外观的富冰卫星，安静冰壳下可能隐藏年轻海洋。
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直接观测官方灰阶资料拼接图，由多次曝光合成，并不是自然色单张照片。
NASA/JPL/Space Science Institute ↗这是什么天体
赫歇尔撞击坑直径约占土卫一的三分之一。撞击巨大到可能在卫星另一面留下裂缝，接近把整颗卫星震碎。
它为何成为现在的样子
卡西尼直接拍到多坑冰壳并测量土卫一的运动。2024 年动力学研究认为这些运动符合地质上年轻的内部海洋；相机没有拍到海洋，也没有取得水样。
它位于哪里
土星最内侧的近球形主要卫星，在主环外运行，不到一个地球日就绕行一圈。
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土卫一是图鉴已收录的 9 颗土星卫星中，由近至远第 1 颗，平均中心距离约 186,000 公里。
左侧先定位土星，虚线表示尺度放大，右侧灰色轨道与圆点代表其他已收录卫星。它是本图鉴中最内侧的该系统卫星，外侧相邻档案是土卫二。
读懂这些数字
参考值保留单位、适用情境、证据状态与已发表的不确定性。
物理测量
- 平均半径全球平均
- 198.2千米计算测量平均半径约为地球月球的 0.114 倍。
不规则小卫星没有单一真实半径，平均半径是等体积比较值。
已发表不确定性: ± 0.4 千米
JPL tabulated uncertainty for the adopted mean radius.
- 质量全球平均
- 3.75094E19千克计算测量质量不是用秤量出来的，而是先测引力造成的运动，再由 GM 推导。
采用 JPL 的 GM 与约定重力常数计算，并为展示而取整。
近似值
Derived from JPL's gravitational parameter GM and a conventional gravitational constant, then rounded.
- 平均密度全球平均
- 1.1501克/立方厘米计算测量整体只比水稍密，符合富冰天体混有岩石与内部空隙的解释。
这是整体平均值，无法单独证明内部每一层由什么组成。
已发表不确定性: ± 0.007 克/立方厘米
JPL tabulated uncertainty for the adopted mean density.
- 参考重力表面
- 0.063729米/秒²计算测量表面重力约为地球的 0.65%。
形状、地形与局部质量分布会让真实重力随位置变化。
近似值
Calculated from the adopted GM and mean radius. Irregular shape and local terrain can change the actual value.
- 温度验证过的测站极值
- -181°C直接观测卡西尼发现相邻日照区域相差约 15 K，说明接受相同阳光也不一定有相同表面温度。
这里显示卡西尼一次热图中较暖日照区的代表值；邻近冷区约为 -196°C。
近似值
Cassini CIRS measured typical daytime temperatures near 92 K (-181 °C) in the warmer region and about 77 K (-196 °C) in the colder region. The displayed value is not a global mean.
轨道与自转
- 平均距离系统参考
- 186,000千米计算测量这里量的是土卫一中心到土星中心的代表性距离。
真实距离会在椭圆轨道上变化。
近似值
Rounded orbital distance from the moon center to the planet center. The real orbit is not a perfect circle.
- 自转周期相对遥远恒星
- 0.942422地球日计算测量它受到潮汐锁定，自转一圈和绕行星一圈所需时间几乎相同。
这里采用恒星日，不是从当地日出到下一次日出的太阳日。
近似值
Rounded synchronous rotation period. The same hemisphere normally faces the primary planet.
- 公转周期相对遥远恒星
- 0.942422地球日计算测量这个数字表示完成一圈所需时间，不代表轨道是完美圆形。
采用恒星周期并为初学者显示而取整。
近似值
Rounded sidereal orbital period.
大气、表面与内部
大气
土卫一没有持久大气；微弱重力无法留住厚实气体层。
表面与内部
土卫一表面看似沉寂，现代动力学模型则容许富岩核心、可能的年轻海洋与完整多坑冰壳并存。
- 1模型中的富岩核心
密度与自转动力学容许富岩中心，但具体形状与多孔程度依赖模型。
科学模型 - 2可能存在的年轻地下海洋
2024 年轨道动力学模型倾向冰壳下存在液态水；这是推断，不是直接拍到的分层。
科学模型 - 3多坑富冰外壳
卡西尼影像直接显示古老、布满撞击坑的表面，其中巨大的赫歇尔盆地最醒目。
直接观测
我们如何知道
先用影像量大小，再用轨道和无线电追踪求 GM，最后结合光谱与热辐射理解材料。每个数字都保留方法与限制。
- 01直接观测
航天器成像与形状重建
从多次拍摄中辨认天体边缘、地形、撞击记录，并重建用于估算大小的形状。
这项方法的边界
光照、观看角度与覆盖不足会隐藏地形。拼接图也不是一张未经处理的单次照片。
- 02计算测量
无线电追踪与轨道动力学
工程团队测量航天器与卫星怎样运动，先求出 GM，再推导质量与重力。
这项方法的边界
结果依赖轨迹覆盖和动力学模型。小卫星留下的引力信号会更弱。
- 03直接观测
光谱与热辐射观测
光谱和热辐射可限制表面物质、气体成分与代表性温度。
这项方法的边界
光谱主要来自可见表面或大气，不能直接拍到深层内部结构。
证据图例
- 直接观测
- 仪器或样本直接记录现象，同时仍需说明资料处理过程。
- 计算测量
- 使用方程与参考常数，把观测到的运动或信号转换为物理量。
- 科学模型
- 符合观测并经过检验的解释，但不代表已直接拍到或取样。
- Vastward 原创解释
- 面向初学者的原创整理，可追溯至来源纪录，但本身不是测量。
- 艺术想象图
- 诠释性的视觉作品，不属于观测证据。
相关任务与仪器
- Imaging Science Subsystem拍摄天体边缘、地形、色彩差异与随时间出现的表面变化。
- 航天器无线电科学测量多普勒与距离变化，用来限制轨迹、重力与质量。
- Visual and Infrared Mapping Spectrometer把光按波长分开，用来限制物质成分、气体与温度。
官方来源脉络
以下为本档案实际使用的纪录，并随内容保留访问日期。
继续探索
图鉴是起点。沿着这些关系进入解释、实验与任务思考。