Орбитальный резонанс - это резонанс двух орбитальных тел, оказывающих регулярное, периодическое гравитационное воздействие друг на друга. Их орбитальные периоды могут быть связаны соотношением двух малых целых чисел. Это вызвано изменением гравитационных сил тел, которые вращаются друг вокруг друга. Устойчивость Солнечной системы была впервые исследована Лапласом, и о ней до сих пор многого не известно.
По мере того, как спутник обходит планету или две звезды обходят друг друга, гравитационные силы могут меняться, иногда очень сильно. Это частично потому, что орбиты обычно являются эллипсами, а не круговыми, и поэтому силы меняются соответственно. Кроме того, планеты и звезды обычно не являются сферическими. Они вращаются и варьируют по степени своей протяженности. Это также меняет силы на орбитальном теле.
В частности, силы могут быть нестабильными, поэтому меньший партнер может меняться до тех пор, пока силы не станут стабильными (не меняться со временем). Спутники часто заканчиваются одним лицом к своей планете, потому что это наиболее стабильное положение (блокировка приливов).
Есть и другие эффекты стабильности. Пробелы в кольцах Сатурна вызваны смещением частиц в более устойчивые позиции. В кольцах Сатурна деление Кассини представляет собой зазор между внутренним B кольцом и внешним A кольцом. Оно было очищено резонансом 2:1 с лунным Мимасом. Юпитер делает аналогичные зазоры Кирквуда в поясе астероидов.
Для Нептуна и Плутона существует соотношение стабильности: соотношение 2:3 означает, что Плутон завершает две орбиты за то время, которое требуется Нептуну для завершения трёх орбит.
Область механики, которая используется для этих исследований, называется небесной механикой.