伊阿珀托斯与巨行星之间的长期共振

利用数值积分,我们发现土星卫星伊阿珀托斯(Iapetus)的轨道偏心率经历显著的数百万年振荡。我们确认 responsible 的共振角为 $\varpi-\varpi_{g5}+\Omega-\Omega_{eq}$,其中各项分别为伊阿珀托斯的近日点经度与行星长期模式 $g_5$、伊阿珀托斯的升交点经度与土星赤道点。我们发现该角目前(在 $10^7$ 年尺度上)似乎以非常大振幅平动。在更长时间尺度上,该共振角的行为强烈依赖于土星自转轴与行星模式 $f_8$ 之间的共振相互作用,若土星赤道点相对于 $f_8$ 本征模式的节点平动,则可能出现长期长期共振。我们给出共振角对伊阿珀托斯轨道要素依赖关系的解析估计。我们发现该伊阿珀托斯-$g_5$ 长期共振只能在伊阿珀托斯穿过与泰坦(Titan)的 5:1 平运动共振之后建立,可能在最近 10 亿年内。利用数值模拟,我们表明俘获进该长期共振似乎是低概率事件。虽然伊阿珀托斯-$g_5$ 长期共振有潜力帮助我们约束土星系统的过去动力学,但土星自转轴动力学与泰坦潮汐演化率的不确定性使得无法就该共振的持久性与起源得出任何确定结论。