在大小和质量上，土星仅仅比木星小而已，比其他行星都大。它绕着太阳公转一周需要的时间大约是29.5年。当观测者能够看见土星时，他们很容易认出它来，因为它发出的光带着淡淡的红色，而且是固定的，不像周围的恒星一直在闪烁。

虽然土星的亮度没有木星的亮度高，但它外面有一个巨大的光环，使得它成为太阳系中最漂亮的天体。尽管许多行星都有光环，但土星的光环是最美丽、最巨大的，而且是独一无二的。早期观测者用望远镜观察土星时，曾经认为土星的光环是一个难解的谜。伽利略觉得，它们好像是土星两边的把手，但经过一两年后，它们消失不见了。现在，我们明白这是因为土星在沿着轨道转动时，这些光环恰好对着我们，稀薄得就连透过望远镜依然无法看见。不过，“把手”的消失让伽利略百思不得其解，他认为自己受到了幻想的欺骗，所以不再观测土星。等到他年老之后，将观测工作交给了别人。不久之后，“把手”再次出现了，但依然不清楚它们是什么东西。40多年后，天文学家兼物理学家惠更斯终于解开了这个谜，他说土星的周围有一层薄薄的平面光环，但是没有和土星接触，而是与黄道倾斜。

土星的物理结构

土星和木星是相邻的两颗行星，它们的物理结构有着许多相似之处。它们的密度都很小，而土星的密度甚至比水的密度还小。它们的自转速度都非常快，土星自转一周需要的时间大约是10小时14分钟，比木星自转一周需要的时间多一点儿。土星表面好像是云状物变化而成，类似于木星，但非常暗弱，所以无法看清楚。

我们在前文说过的木星密度小的原因，同样可以应用于土星。土星可能有一个体积小但质量大的中心核，周围覆盖着厚厚的大气，我们仅仅能够看见大气的外层而已。

土星光环的多种变化

1666年，巴黎天文台（Paris Observatory）正式成立，这是法国路易十四（Louis XIV）时期的一个科学部门。卡西尼在此观察到土星光环的环缝，发现光环是两道，一道在外面，另一道在里面，但位于同一个平面内。恩克（Encke）发现，外层光环也存在一道缝，所以将其称为恩克环缝。它仅仅是一道轻影，远远不如卡西尼环缝清楚。

土星光环

为了清楚地描述土星光环的各种状态，我们先画一幅光环垂直状态（这是无法观察到的现象）的图。在上图中，我们首先会发现卡西尼环缝，它将光环分为内环和外环，外环比内环窄很多。在外环上，我们见到了模糊不清的恩克环缝，这比前者难以看清楚。在内环上，我们发现内侧变得越来越暗淡，一道黑暗的边叫做“土星暗环”（crape ring）。哈佛天文台的邦德（Bond）首先将其描绘出来，很长时间被认定为是一道独立的光环。不过，优秀的观测者证明事实绝非如此。这道暗环与外面的环相连，而外面的环逐渐移动到这道环上。

土星光环相对于土星轨道平面有着27度的倾斜角，而且当土星绕着太阳运动时，在空间中的方向依然不会变动。下图显示了这种情况，这是在远处观察到的土星绕着太阳的运行。当土星位于A点时，光环的北方（上方）被太阳光照射着。7年之后，土星运动到B点，光环边缘对着太阳。经过B点之后，光环的南方（下方）被太阳光照射着，倾斜角逐渐增大。当土星运动到C点时，倾斜角最大，大约是27度。以后，光环相对太阳的倾斜角逐渐减小，当土星运动到D点时，光环边缘再次对着太阳。当土星从D点运动到A点再运动到B点时，太阳光重新回归北方。