关于水星倾角的振荡

MESSENGER 和 BepiColombo 空间任务的主要目标之一是精确测量水星的自转及其倾角，以获取对该行星内部结构的约束。由水星完整的自转 - 轨道运动（同时积分了行星相互作用）导出的倾角动力学行为是什么？我们使用了 SONYR 模型，该模型整合了应用于太阳系（太阳和行星）的自转 - 轨道 N 体问题。由于缺乏当前关于水星自转的精确观测或星历表，因此缺乏数值积分的有效初始条件，我们建立了一种原始方法来寻找自转 - 轨道系统的天平动中心，从而避免自转 - 轨道运动以及水星倾角的天平动中出现任意振幅。该方法在两种情况下实施：(1) 二体问题情况（太阳 - 水星）下的水星自转 - 轨道运动，其中在固定倾角下运动学地添加了开普勒轨道平面的均匀进动（S2K 情况）；(2) N 体问题情况（太阳和行星）下的水星自转 - 轨道运动（Sn 情况）。我们发现，Sn 情况下剩余的振荡振幅比 S2K 情况下大一个数量级，即 4 角秒对 0.4 角秒（峰峰值）。平均倾角也更大，即 1.98 角分对 1.80 角分，相差 10.8 角秒。这些理论结果与最近的雷达观测非常吻合，但不排除通过更精确地接近天平动中心来进一步推动收敛过程的可能性。