引力波断层扫描月球：利用校准引力波约束月球内部结构

近期引力波天文学的成功，以及关于月球地质仪器的新计划，重新激活了将月球作为中频（mHz-Hz）引力波探测器的兴趣。在现实的观测情景下，引力波应变幅值预计会受到由网络 GW 检测器独立约束。这激发了一个逆向、“断层”问题：已知引力波的月球 seismic 响应测量，到什么程度可以推断其内部结构？本文发展了一个基于第一性原理、扰动框架，将球对称的弹性和密度结构扰动映射到可测量的可观测量变化，尤其是月球的 GW 驱动模态振幅。该形式主义结合了：（i）弹性响应的正规模态表示，（ii）特征值和特征函数的一次扰动理论，以及（iii）将频率和幅度可观测量与模型参数（体积模量、剪切模量、密度以及界面位置）及其扰动联系起来的线性化观察模型。我们表明，随着校准 GW 的观测，月球弹性参数的估计误差可降低约一个数量级。