从自转运动约束谷神星内部结构

背景：谷神星是小行星带中质量最大的天体，含有约 25 wt.%（重量百分比）的水。理解其热演化并评估其当前状态是黎明号任务的主要目标。内部结构的约束可以从各种观测中推断。特别是，对自转运动的详细了解有助于约束天体内部的质量分布，进而可以提供其地球物理历史的信息。目标：我们研究内部结构对谷神星自转运动的影响特征，并讨论黎明号航天器未来可能进行的、有助于约束谷神星内部结构的测量。方法：我们计算了极移、岁差-章动和日长变化。我们针对受近期形状数据和表面特性约束的谷神星内部模型，估算了这些不同运动的刚性和非刚性响应幅度。结果：总体而言，自转振荡的幅度似乎很小，通过星载技术测定它们将具有挑战性。例如，半周年和周年章动的幅度分别约为 364 和 140 毫角秒，并且在设想的谷神星内部模型参数空间内变化很小。这一点，加上岁差运动的极长周期，要求非常精确的测量。我们还估算了谷神星取向弛豫到广义卡西尼态的时间尺度，发现该天体内部的潮汐耗散可能太小，不足以自形成以来对其倾角产生任何显著的阻尼。然而，结合黎明号获得的形状和重力观测，有望在全球和区域尺度上识别出非流体静力学的偏离，这对于约束谷神星过去和当前的热状态至关重要。我们还讨论了谷神星自转运动中可能存在钱德勒模，其由内源和/或外源过程激发的潜力可能有助于探测该小行星内部的液态储层。