耗散引起的水星自转轴偏离精确 Cassini 态

我们计算了由潮汐耗散以及核幔边界（CMB）和内核边界（ICB）处的黏性摩擦与电磁（EM）摩擦所导致的水星自转轴偏离精确 Cassini 态的偏差预测。CMB 处的黏性摩擦产生相位超前，ICB 处的黏性与 EM 摩擦产生相位滞后；偏差大小取决于内核尺寸、运动黏度和磁场强度，但不超过一个上限。对于小内核，CMB 处黏性摩擦导致最大相位超前为 0.027 角秒。对于大内核（半径 $>1000$ km），ICB 处 EM 摩擦产生最大相位滞后，但不超过 0.1 角秒。由未对齐的流体核与固体核引起的弹性形变在黏性与 EM 耦合所致的相位超前/滞后中起一阶作用，并贡献出与潮汐形变引起的地幔倾角扰动同级的扰动。潮汐耗散导致相位滞后，其大小（以角秒为单位）由经验关系 (80/Q) 给出，其中 Q 为品质因子；Q=80 导致约 1 角秒的相位滞后。半径大且黏度低至 10^{17} Pa s 或更低的内核可显著影响 $Q$，从而影响所得相位滞后。观测所暗示的有限地幔相位滞后（<10 角秒）意味着体地幔黏度下限约为 10^{17} Pa s。