卡西尼环缝中向日尘埃小环的形状与动力学

所谓的“迷人小环”（R/2006 S3）是一个位于卡西尼环缝拉普拉斯间隙中的低光学厚度尘埃小环。这个小环特别有趣，因为其径向位置随相对于太阳的经度系统性地变化，使得小环的几何中心似乎沿大致朝向太阳的方向偏离土星中心。换句话说，在靠近太阳下点的经度处，小环总是比在靠近土星阴影的经度处离行星中心更远。这种“向日”行为表明，该环中粒子的动力学正受到太阳辐射压的影响。为了研究这一理论上已被预测但从未如此清晰观测到的现象，我们分析了卡西尼号获得的该小环的多组图像序列，以约束其形状和方向。这些数据可以用一个模型很好地拟合，该模型中，小环的偏心率和倾角既有“受迫”分量（相对于太阳保持固定方向），也有“自由”分量（以由土星扁率决定的稳定速率绕行星漂移）。虽然受迫偏心率的大小大致符合辐射压作用于10至100微米宽冰粒的理论预期，但显著的自由偏心率和倾角的存在对低光学厚度尘埃环模型构成了重大挑战。