月球内部的黏弹性松弛与其 Cassini 态的相位超前

对月球激光测距数据的分析表明，月球自旋对称轴领先其预期 Cassini 态一个角度 $\phi_p$ = 0.27 arcsec。这表明存在一个或多个作用于月球自转的耗散机制。先前研究已提出固态体潮与黏性核幔耦合的组合。本文研究位于月球中心的固态内核中的黏弹性形变是否也能解释观测相位超前角 $\phi_p$ 的一部分。我们构建了月球 Cassini 态的旋转动力学模型，该模型包含内核、流体核与地幔，且固体区域允许在受迫下发生黏弹性形变。我们表明，内核的存在不改变月球的整体月度 Q 值，因此固态体潮对 $\phi_p$ 的贡献基本不受内核影响。然而，我们也表明，内核内为使自身形状轴与地幔形状轴重新对齐的黏弹性形变，可通过内核-地幔引力耦合对 $\phi_p$ 作出显著贡献。我们表明，当内核黏度处于 $10^{13}$ 至 $10^{14}$ Pa s 范围、内核半径较大且自由内核章动频率接近与 $2\pi/18.6$ yr$^{-1}$ 进动频率的共振时，对 $\phi_p$ 的贡献最大。