卫星上布满了大小不等的陨石坑，照射到其表面的阳光中只有四分之一会被反射回宇宙空间，因此其亮度较低，很难从地球上对其进行精确观测。

从土卫七的外形上看，它只有在两个方向上可以保持稳定的旋转状态（物理学家们将这种形状的物体称为不对称回转体）。然而，由于受到太阳系各大行星和土星其他卫星的影响，土卫七的旋转极不规则，因此很难预测其上何时会是“白天”，何时是“夜晚”。

从美国宇航局公布的土卫七图像可以看出这颗卫星地表的状况，照片的不同颜色代表地面物质组成的差异。该图的原始图像是卡西尼于9月26日在距离土卫七公里时用精密照相机拍摄的。

卡西尼号飞船从土卫七近旁飞过，首次揭示土卫七的表面细节，显示出在杯状的陨击坑内填充有碳氢化合物。这可以表明，在我们的太阳系更广泛地存在着生命所需的基本化合物。

在卡西尼飞船拍摄的土卫七图像上，叠加两部分区域的物质成分图。蓝色表示最暴露的水冰。红色表示“干冰”（即，二氧化碳冰）。品红色表示水加二氧化碳混合。黄色为二氧化碳与未证认物质混合。

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卡西尼飞船在2005年9月从土卫七近旁飞过时，用多种仪器探测它的秘密，拍摄到其表面的陨击坑等特征，发现了水冰和干冰及有碳氢化合物光谱特征的暗物质，绘制表面物质分布图。

行星科学家柯雷萨恩克（Dale Cruikshank）说，特别有趣的是土卫七上存在碳氢化合物。在彗星、陨石和银河系的尘埃中都发现有碳原子和氢原子的化合物。

这些分子掺合到冰中和暴露于紫外光下，就形成有生物意义的新分子。但这不就意味找到了生命，而是进一步指明，宇宙中广泛地存在着生命所需的基本化合物。

卡西尼飞船上的紫外、可见光和红外摄像光谱仪拍摄了土卫七表面细节，可以绘制矿物和化学特征分布图，证实了以前从地球上观测土卫七存在冻结水的发现。而且又发现干冰跟普通水冰以非预料方式的混合。在土卫七表面最亮区域的像显示跟地球上类似结晶的冻结水。柯雷萨恩克解释说，土卫七表面的冰是冻结水与有机物尘埃的混合物，而干冰也很显着。

飞船探测土星的其它卫星以及木星的卫星——木卫三和木卫四都说明，二氧化碳分子是“复杂的”，或以多种方式附着于其它表面物质。柯雷萨恩克说，我们以为普通二氧化碳要很长时间才从土星的卫星表面蒸发，但当它们附着于其它分子时就更稳定得多。

卡西尼飞船科学家韩德里克斯（Amanda Hendrix）说，飞越土卫七更显示卡西尼飞船的多波段仪器的能力，这是第一次对土卫七进行紫外探测，告诉我们这颗迷惑卫星的化学差异。

科学家还介绍说，土卫七上有冰冻水与此前地面观测的结果是一致的。新观测进一步发现，土卫七冰冻水虽然像地球上的冰冻水一样呈晶体形态，但大多与有机粉尘混合形成“脏冰”，而且干冰与“脏冰”以一种奇特的方式混杂在一起。

土卫七上干冰的成分也不纯，其二氧化碳分子以某种化学组合方式与其他分子结合在一起。此前对土星其他卫星以及木星卫星的探测也发现，这些卫星上的二氧化碳分子的确不纯，很多都与卫星表面的其他物质以不同方式相结合。

克鲁斯汉克认为，与其他分子相依附可能使二氧化碳分子更加稳定，否则在土卫七长时期的演进过程中，二氧化碳分子可能早就蒸发殆尽了。 科学家认为，对土卫七表面成分的新分析结果将有助于理解这颗土星卫星的起源以及在长达45亿年中的演进历程。

美国航空航天局科学家们利用“卡西尼”号探测器对土卫七进行了一次探测，并拍摄了