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軌道共振是中國的一個科技名詞。

漢字是世界上比較古老的四大文字之一，也是我們國家優秀文明歷史的象徵，一直沿用至今，一個簡單的文字也道出了我國人們的聰明才智，哺育了世世代代的中華兒女，成就了中華民族一代又一代的輝煌。

名詞解釋

軌道共振（orbital resonance） 天體運動中出現的各種共振現象的泛稱。原是指兩天體之間的軌道-軌道共振，即兩個天體各自以平太陽（見平太陽日）速度n1和n2繞同一中心天體運行，滿足條件n1/n2=p/q（p，q為正整數），即構成兩個運行軌道之間的p/q軌道共振。

歷史

自17世紀發現牛頓萬有引力定律以來，從拉普拉斯開始，就有許多數學家全神貫注太陽系的穩定性。二體問題近似解的穩定軌道忽略其它天體的影響。在太陽系中添加其它天體的相互作用對穩定性造成的影響很小，但是首先不知道在很長的周期中添加會造成何種軌道參數的改變和不同的配置，或是其它一些穩定的影響是否能維持行星軌道的配置。

拉普拉斯是最先找到解釋伽利略衛星奇異舞蹈答案的人。持平而論，自當時迄今以來，在這個領域的研究是非常活躍的，但是仍有許多待解決的問題（例如，在巨大行星的環，環中的小衛星和微粒的相互作用如何維繫環）。

共振的類型

通常，軌道共振可能

涉及一個或任何組合的軌道參數（例如，離心率相對於半長軸，或軌道傾角）。

從短期的任何時間尺度來看，在10至10年的長期測量都有其通約性。

導致即使長期穩定運行的軌道，也有可能造成不穩定性。

平均運動軌道共振發生在兩個天體的公轉周期，其中一個的周期是對方的簡單整數比。依據詳細的的資料，這可以使軌道穩定，也可以使軌道被摧毀。當這兩個天體在這種同步的運動中沒有密切接觸時，可能會出現穩定。例如：

無論與海王星多麼接近，冥王星和冥族小天體的軌道都是穩定的，因為它們與海王星是3:2的共振。共振可以確保當它們接近近日點和海王星的軌道時，海王星是在相當遠的距離之外（平均有它的軌道距離的四分之一）。其它沒有共振的近海王星天體（數量更多）會被海王星強大的攝動從這個區域逐出。還有規模較小，但是很明確有着1:1共振的共振海王星外天體（海王星特洛伊）、3:5（周期約275年）、4:7（周期約290年）、1:2（周期約330年）、和2:5（周期約410年），除此之外，在海王星之外還有其它的。

在距離太陽3.5AU以內的小行星帶，有與木星有着3:2、4:3、和1:1的族群分布着（特別是希爾達族、（279）圖勒、和特洛伊天體）。

軌道共振也可以摧毀一個穩定的軌道。對小天體而言，不穩定實際上是更有可能的。例如：

在距離太陽3.5AU以內的小行星帶，與木星的主要平均運動軌道共振落在小行星位置分布的空隙，柯克伍德空隙（最顯著的是在3:1、5:2、7:3、和2:1的共振）。在這些位置上的小行星因為反覆的受到木星的攝動，幾乎已經完全被拋空了。然而，還是有少數的小行星目前暫時在或接近這些共振的位置。例如，艾琳達族就為位於或接近3:1共振，而它們的軌道離心率在與木星的相互作用下持續的在增加，直到最終它們會與內側的行星密切接觸，然後將它們從共振軌道彈射出去。

在土星環內，卡西尼縫是B環和外側的A環之間的空隙，與米瑪斯有着2:1的共振（更特別的是卡西尼縫內側邊緣惠更斯縫的位置。）。

在土星環，恩克環縫和基勒環縫是與置身在A環內的潘和達佛涅斯1:1共振清空微粒形成的。A環的外側是由土衛十有着7:6的不穩定共振維繫着。

大多數天體中的共振軌道都有着相同的方向，然而有少數是逆行的，達摩克型小行星是被土星或木星捕獲，並被發現暫時處在平均運動軌道共振上的小行星。這種軌道的相互作用比軌道在同一方向的機制的相互作用為弱。

拉普拉斯共振發生在三個或更多天體的軌道周期之間有着簡單整數比的系統上。例如，木星的佳利美德、歐羅巴、和埃歐軌道的1:2:4軌道共振。系外行星格利澤876e、b、和c，也有1:2:4的軌道共振。

林達博共振導出螺旋密度波不僅適用在星系（恆星是受螺旋臂本身的力支配的），也適用於土星環（環中的微粒是受到土星衛星的力支配）。

長期共振發生於兩個軌道的進動同步時（通常是近日點或升交點）。一顆小天體在與大許多的天體（例如行星）長期共振下，將有與大天體相同的速率。長時間（100萬年或更長）的長期共振會改變小天體的軌道離心率和軌道傾角。

幾個明顯的長期共振例子，包括土星都是。土星自轉軸的進動和海王星自轉軸的進動之間有着共振（兩者的周期都長達187萬年），已經確定與土星巨大的轉軸傾角（26.7°）可能有着相同的來源。最初，土星的傾角大概是比角接近木星（3.1°）。古柏帶逐漸的枯竭使海王星的進動減少；最終，兩著的頻率匹配，而土星的軸向進動進入到自旋－軌道共振，導致土星的傾角增加（海王星軌道的角動量是土星自轉的10倍，因此主導著互動的關係。）。

小行星和土星之間的拱點長期共振（ν6=g -g6）協助塑造出了小行星帶。接近它的小行星，離心率會緩慢的增加，直到它們成為接近火星的小行星。此時，它們會因為與火星遭遇而從小行星帶彈出。這種共振形成小行星帶內部和側面邊界的距離大約是2AU和約20°的軌道傾角。

數值模擬認為水星和木星（g1=g5）之間的拱點長期共振，最終有可能增加水星的離心率，並且可能在今後的數億年破壞內太陽系。

在土星環C環內的泰坦小環代表着另一種形式的共振，在其中的一個軌道的拱點進動率完全符合另一個的公轉速度。這個偏心小環外側的末端永遠朝向土星最大的衛星泰坦。

古在共振發生在對軌道傾角和離心率攝動的同步振盪（增加離心率而同時漸少傾角，反之亦然）。這種共振僅適用於高軌道傾角的天體；因此，這種軌道往往是不穩定的，因為越來越大的離心率會導致近心點變小，因而造成碰撞或被潮汐力破壞（對於大衛星）。

涉及軌道離心率另一種類型的例子是木衛三和木衛四的離心率，即使有着相對的相位，依然有181年的共通變化周期。