木星深层大气中高度耗尽的碱金属
地球与行星天体物理
2023-08-02 v1
摘要
已知水和氨蒸气是朱诺号微波辐射计（MWR）所观测压力水平上光谱吸收的主要来源。然而，MWR 在其最长波长通道 50 cm（600 MHz）于前 9 次近木点飞越中观测到的亮温和临边昏暗，表明木星深层大气（压力超过 100 bar）中存在额外的不透明度源。氨和水蒸气的吸收特性及其在木星大气中的相对丰度，无法在深层大气中提供足够的不透明度来解释 600 MHz 通道的观测。本文表明，碱金属（即钠和钾）电离产生的自由电子，在亚太阳金属度 [M/H]（相对于太阳的以 10 为底的对数浓度）处于 [M/H] = -2 到 [M/H] = -5 范围时，可提供深层大气中缺失的不透明度源。若碱金属并非 MWR 数据中额外不透明度的来源，则其在 1000 bar 处的金属度只能更低。碱金属金属度上限为 -2，这与其它重元素——C、N、S、Ar、Kr 和 Xe——形成对比，后者相对其太阳丰度均富集，金属度约为 +0.5。
引用
@article{arxiv.2306.12546,
title = {Highly depleted alkali metals in Jupiter's deep atmosphere},
author = {Ananyo Bhattacharya and Cheng Li and Sushil K. Atreya and Paul G. Steffes and Steven M. Levin and Scott J. Bolton and Tristan Guillot and Pranika Gupta and Andrew P. Ingersoll and Jonathan I. Lunine and Glenn S. Orton and Fabiano A. Oyafuso and J. Hunter Waite and Amadeo Belloti and Michael H. Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12546},
year = {2023}
}
备注
This manuscript has been accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters. The final version of the paper will be available in the published journal. This arXiv version is provided for informational purposes