螺旋桨与蛙共振

行星环中的“螺旋桨”结构是由仅能打开部分间隙的小卫星激发的环物质扰动。我们描述了一种新型共轨共振，可以解释观测到的螺旋桨的非开普勒运动。该共振存在于构成螺旋桨的小卫星与间隙闭合处小卫星下游的共轨环粒子之间。小卫星在间隙内围绕一个由共轨物质建立并由科里奥利力稳定的平衡点进行天平动。在小天平动振幅的极限下，天平动周期与间隙方位角宽度成线性关系，并与共轨质量的平方根成反比。这种新共振让人联想到传统的马蹄形和蝌蚪形轨道，但又与之不同；我们称之为“蛙”共振，该术语源自马蹄解剖学。对于适用于土星A环中布莱里奥螺旋桨的环面密度和间隙几何结构，我们的理论预测天平动周期约为4年，与观测到的布莱里奥轨道经度变化的约3.7年周期相似。在推断小卫星迁移之前，应从经度数据中减去这些天平动。