穿越行星轨道小行星的倾角演化路径

对高倾角半人马天体过去演化的长期统计模拟表明，在跨海王星空间的较大半长轴范围内，其轨道相对于太阳系不变平面往往呈极轨。本文为解释这些发现的穿越行星轨道小行星倾角演化路径研究奠定分析基础。我们证明，蒂塞朗关系根据小行星的蒂塞朗参数 T 或等价地其在远离行星处的轨道倾角 I_infinity，将三体问题的倾角-半长轴参数空间划分为不同区域。蒂塞朗关系表明，I_infinity > 110°（T < -1）的小行星无法被注入行星轨道内侧。逆向轨道和高倾角顺行轨道的注入发生在 45° < I_infinity < 110°（-1 < T < 2）的倾角走廊内。中高倾角沿倾角路径的倾角弥散由行星的长期摄动解释，且在极轨时最小。当穿越行星轨道小行星暂时离开倾角路径时，其长期演化仍取决于其蒂塞朗参数，这由其偏心率弥散所证实。以海王星为摄动行星、采用运动方程对小行星轨道的模拟在正反时间方向上均证实了这些中高倾角结果，因为蒂塞朗关系与时间无关。蒂塞朗倾角路径将为外太阳系彗星输送以及跨海王星空间未知行星的可能存在提供重要约束。