土星过去与未来的转轴倾角：泰坦迁移视角

目的：近期研究表明，泰坦的快速迁移可能是土星自转轴当前 26.7° 倾斜的成因。我们旨在量化该结果的普适性程度，并度量最可能的参数集合。我们还旨在确定土星未来将达到的转轴倾角。方法：我们探索了广泛的参数范围，并对土星自转轴的方向进行了向前与向后的数值演化。结果：在绝热 regime 下，重现土星当前自转轴方向的可能性在初始转轴倾角约 2° 至 7° 之间达到最大。对于比射电科学实验预期略快的迁移，非绝热效应甚至允许初始转轴倾角恰好为零。从如此小的倾角出发，土星自转轴可以演化至当前状态，前提是：i) 泰坦的半长轴变化超过其当前值的 5%，且 ii) 其迁移速率不超过标称测量值的 10 倍。相比之下，观测数据表明泰坦半长轴在 40 亿年间增长超过 50%，且误差棒意味着当前迁移速率不太可能大于其标称值的 1.5 倍。结论：若泰坦在今日之前确实发生了显著迁移，则从较小转轴倾角倾斜土星不仅是可能的，而且是最可能的情形。土星转轴倾角预计现今仍在增大，未来可能超过 65°。使可能性最大化还将对土星的极转动惯量施加严格约束。然而，土星初始转轴倾角已经较大的可能性依然存在，例如作为大规模碰撞的结果。对这两种情形的明确区分将由对土星极转动惯量的精确测量给出。