用环震学约束土星内部：差速自转与稳定层结的影响

土星中的正态振荡会在 C 环中激发密度波与弯曲波，为窥探行星内部提供了宝贵的窗口。土星的基本模（f 模）激发了大部分观测到的波，而与深部内部稳定层结相关的重力-惯性模（经自转修正的 g 模）为具有低方位角波数 m 的额外密度波提供了令人信服的解释。然而，具有近乎简并频率的密度波多重态，包括一个 m=3 的三重态，仍缺乏确定的解释。我们研究了快速与差速自转对土星振荡的影响，针对独立约束的内部模型计算正态模。我们采用对自转的非微扰处理，完整捕捉科里奥利力与离心力的作用，并由此实现具有截然不同球谐次数的扇区 f 模与 g 模的混合。与土星带状风相关的现实差速自转剖面可增强这些模相互作用，产生频率相差小于 1% 的可探测振荡。我们的计算表明，涉及一个 f 模与两个 g 模的三模相互作用可合理解释精细分裂的 m=3 三重态，尽管产生此类相互作用所需的精细调节通常会恶化与由 m=2 密度波提供的震学约束之间的一致性。我们的计算还表明，扇区 f 模频率对土星对流包层中的差速自转具有可测量的敏感性。最后，我们发现，在土星差速自转剖面中纳入现实的赤道反对称性，会将具有偶与奇赤道宇称的模耦合起来，产生原则上可同时激发密度波与弯曲波的振荡。