通过经验结构模型关联木星引力场、转动惯量与核性质
地球与行星天体物理
2021-03-31 v1
摘要
约束木星的内部结构对于理解其形成与演化历史至关重要。近期拟合朱诺号所测引力场的木星内部模型暗示其具有非均匀内部,并可能存在稀释核。然而,这些模型强烈依赖于模型假设及所采用的状态方程。一种互补的建模方法是使用经验结构模型。这些模型随后可用于揭示行星内部的新见解,并与标准模型进行比较。本文提出木星的的经验结构模型,其中密度剖面由分段多方方程构造。利用这些模型,我们研究了归一化转动惯量(MoI)与引力矩和之间的关系。鉴于木星仅有前几个引力矩被高精度测量,我们表明对MoI值的精确独立测量可用于进一步约束木星内部。精度优于的MoI独立测量可约束木星的核区及其包层中的密度不连续。我们发现,在1 Mbar处存在密度不连续(如假想的氢-氦分离所致)的模型对应于木星中的模糊核。接下来,我们通过将其与基于多项式的经验模型比较,检验使用多方模型的适用性。我们得出结论:两种表示均产生相似的密度剖面以及核质量与MoI等量的取值范围。
引用
@article{arxiv.2101.12508,
title = {Connecting gravity field, moment of inertia, and core properties in Jupiter through empirical structure models},
author = {Benno A. Neuenschwander and Ravit Helled and Naor Movshovitz and Jonathan J. Fortney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12508},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 12 figures, 5 tables, accepted for publication in ApJ