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，并拍摄了相关的照片，探测结果显示，土卫七表面充满了孔洞，看上去就像一块“海绵”，这些孔洞中可能还含有碳氢化合物，这一发现预示着银河系中广泛存在生命所需的化学物质。
来自科内尔大学无线电物理及太空研究中心的科学家彼得·托马斯和他的同事们在一期《自然》杂志上发表文章称，土卫七表面约40%的区域都呈孔状。早在2005年到2006年间，“卡西尼”号就曾经数次亲密接触土卫七，并对其进行探测。
托马斯表示，“卡西尼”号拍摄这张照片的位置距离土卫七非常近，照片上所显示的多孔结构也是我们首次发现，这对于研究土星家族的秘密具有非常重要的意义。
土卫七是太阳系中最大的一颗高度不规则（非球形）天体，其公转轨道距土星公里，围绕土星旋转一圈的周期为21.3天。土卫七体积不大，最长部分仅有360公里长，但它是形状不规则的土星卫星中最大的一颗，也是太阳系中最大的形状不规则天体之一。
由于土卫七形状不规则、自转混乱、表面多孔，科学家此前曾提出，土卫七可能是从某个较大天体上剥落下来的。不像土星的其他卫星的是，土卫七的反照率较小（.2 - .3），表明它至少覆盖着一层薄薄的暗色物质。
康奈尔大学科学家的新分析结果表明，土卫七可能由微小物质颗粒累积而成。由于质量太小、引力不足以对自身进行压缩，土卫七保留了不规则的形状。大天体通常会在自身引力作用下变得紧密，使形状接近球形。
多孔结构比较松软，因此陨石在土卫七上留下的痕迹比砸在普通固态天体上形成的陨石坑要深一些。科学家估计，土卫七的密度为每立方米544公斤，比水轻将近一半，这意味着它内部的绝大部分都是多孔的。
科学家们在研究中还发现，土卫七的主要成分是冰，而且其中混有有机物杂质。这意味着土卫七是一块“肮脏的冰海绵”。科学家认为，包括土星一些近距离小卫星在内的其他一些低密度天体也可能有着多孔结构，不过这还需要进一步观测验证。
卡西尼号探测器在2005年9月26日飞掠土卫七。当靠近土卫七时，卡西尼号探测器出乎预料地发现土卫七释放出强烈的带电粒子流，电压高达200伏。土卫七的表面很可能带静电，因为它沐浴在来自于太阳和土星的带电粒子中。
来自美国航空航天局艾姆斯氏实验中心和天文学家德尔·克鲁克沙克（音，Dale Cruikshank）称，“从照片上看，土卫七表面的这些孔的底部一片黑暗，无法判断其内部的结构，这一点与土卫八和土卫九的部分地区结构非常相似。
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