土星光环平面的方向永远不变

与土星相比，地球和太阳之间的距离太近了，使得我们在地球上观察土星光环和在太阳上观察非常相似。在15年中，我们一直能够观察到光环的北面，其中第7年光环的角度最大。随着时间的推移，角度变得越来越小，然后是光环边缘对着我们，最后成为了跨越土星的一条线，直到彻底消失。后来慢慢展开，光环南面对着我们，直到15年后消失不见。由此可知，30年是一个周期。

当我们了解了光环形状的概念之后，便很容易弄清楚它们留给我们的印象。在我们眼中，这些光环始终是倾斜着的，但倾斜角不会大于27度。对于观测者来说，光环的倾斜角越大，观测起来就越清楚，而且是观察环缝和暗环的最好机会。在光环上，土星的暗影有一道缺口。与内环的边相同，光环在土星上形成的影子也会经过土星上的暗道。

光环的本质

当大家都承认地面上得出的牛顿力学定律可以用于天体运动时，土星光环又给我们出了一道难题。这些光环的位置为什么不会发生变化呢？土星为什么不会移动向内环，从而破坏美丽的结构呢？虽然没有找到这两个问题的答案，但观测者已经明白土星光环绝对不是连成一片的，就像看起来一样。它们受到土星的巨大吸引力，所以无法连在一起，而是由一些小物体组合而成的。显然，这种解释终将会被认可，但在很长一段时间内，始终找不到观测证据，直到基勒（Keeler）通过分光仪研究土星时，发现光环的光分散成光谱之后，暗光谱线会有一些移动。这表明，光环各部分绕着土星运动的角速度不同，最外层的角速度最小，越往里角速度越大，最内层的角速度最大，而每个点的速度与该处卫星的速度相同。由此可知，土星光环是由无数碎片组合而成。不过，我们依然不清楚土星（或者其他类目行星）光环的来源。尽管它们在形成时可能就有光环，但光环系统很不稳定，它们可能一直在变化，也可能是卫星的碎片。

土星的卫星

除了光环之外，土星也有许多卫星（2009年，已经发现了62颗卫星）。这些卫星的大小不同，它们到土星的距离也是远近不同。在这些卫星中，有一颗卫星叫做泰坦（土卫六，Titan），通过小型望远镜就能观察到，而最小的卫星要用大型望远镜才能看见。

当惠更斯在研究土星光环的本质时，无意中发现了泰坦，直到惠更斯的通信文集公开之后，大家才知道这里面还有一个故事。根据当时的风俗习惯，这位天文学家为了确保自己发现的优先权，所以将这个发现隐藏在一个谜语中。这个谜语是由一些字母组成的，排列出来的句子隐晦地告诉读者，土星的伴侣绕着土星旋转一周的时间不超过15天。惠更斯将这个谜语送给英国著名的天文学家沃利斯（Wallis），沃利斯在答复惠更斯时，除了对他表示感谢之外，还附赠了一个谜语，这个谜语比惠更斯的要长一些。当惠更斯向沃利斯解释了自己的谜语之后，沃利斯的回复让他无比惊讶，因为沃利斯的谜语的解释与他的发现相同，只是使用的词语不同，而且比较长而已。后来，惠更斯才明白，沃利斯是想告诉他依靠谜语隐藏结论毫无意义，所以他在看懂了惠更斯的谜语之后，自己编造了一个含义相同的谜语送给了惠更斯。

需要注意的是，科学家们越来越重视泰坦，因为这颗卫星的周围是一层大气层。在卫星表面，大气压强超过了15万帕斯卡，这是地球大气压强的1.5倍。大气层的主要成分是分子氮，这一点与地球大气层相似，还有6%的氩气和少量的甲烷。此外，还有一些微量有机化合物，如乙烷、氢氰酸、二氧化碳等。土卫六上部的大气层被太阳光所破坏，看起来像是城市上空的烟雾，但要厚一些。在许多方面，这都很像地球上开始出现生命时的早期条件。

1655年，惠更斯宣布自己发现了土星的卫星泰坦之后，便认为太阳系已经完成了。那时候，正好有七大七小，与欧洲文化中的一种魔数相符。不过，30年之后，卡西尼打破了这个说法，他又找到了土星的4颗卫星。100年之后，赫歇尔（Herschel）又找到了两颗卫星。1848年，邦德在哈佛天文台找到了土星的第八颗卫星；1898年，皮克林（Pickering）找了土星的第九颗卫星……

下面是一张表格，描述了土星的卫星及其他信息。