土星小卫星的长期演化与稳定性：Aegaeon、Methone、Anthe 与 Pallene

Aegaeon、Methone、Anthe 和 Pallene 是由 Cassini 飞船发现的四颗土星小卫星。尽管已有许多作者对其轨道进行了表征，但迄今为止尚未对其长期演化进行详细研究。在本工作中，我们在数值上探索了由扁球体土星及靠近该区域的五颗最大卫星——Janus、Epimetheus、Mimas、Enceladus 和 Tethys——组成的系统中，小卫星长达 $10^5$ yr 的长期演化。通过频率分析，我们确定了小卫星的稳定性，并通过扩散图表征了它们周围几何相空间（$a$ vs $e$）广阔区域的动力学行为。这些图可以揭示靠近 Mimas 的小天体的可能初始数量，并有助于更好地理解小卫星的动力学起源。我们发现这四颗小卫星是长期稳定的，没有发现它们存在混沌的迹象。鉴于当前系统的构型，Aegaeon、Methone 和 Anthe 可以至少在 $\sim0.5$Myr 内保持不变。它们很好地保持在目前受困于与 Mimas 的同旋转偏心率共振中。然而，来自附近共振（例如与 Mimas 的 Lindblad 偏心率共振）的扰动，似乎是对 Methone 和 Anthe 观测到的最大变化的原因。Pallene 保持在非共振轨道上，并且更为稳定，至少在 64 Myr 内如此。尽管如此，它受到与 Mimas 的准共振影响，这引起了其偏心率和倾角的长期轨道振荡。