木星的非均匀包层
地球与行星天体物理
2022-06-08 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
尽管木星巨大的气体包层主要由氢和氦组成，但理解木星形成与演化的关键在于剩余（重）元素的分布。在朱诺（Juno）任务之前，缺乏高精度重力谐波，无法在稳健确定木星包层中重元素分布时使用统计分析。在本文中，我们汇集了迄今为止最全面且多样的木星内部模型集合，并用它来研究该行星包层中重元素的分布。我们对内部模型计算采用贝叶斯统计方法，复现了朱诺号的重力与大气测量以及来自深层纬向流的约束。我们的结果表明，重力约束导致木星的深层熵对应于 1 bar 温度下比传统假设高 5-15 K。我们还发现，在确定木星内部重元素数量时，状态方程的不确定性至关重要。我们的模型对木星内部致密核给出了 7 个地球质量的上限，这与结构模型（含或不含稀释核）以及所考虑的状态方程无关。此外，我们稳健地证明木星的包层是非均匀的，其内部相对于外包层具有重元素富集。这意味着重元素富集贯穿气体吸积阶段，对太阳系内外巨行星的形成具有重要启示。
引用
@article{arxiv.2203.01866,
title = {Jupiter's inhomogeneous envelope},
author = {Y. Miguel and M. Bazot and T. Guillot and S. Howard and E. Galanti and Y. Kaspi and W. B. Hubbard and B. Militzer and R. Helled and S. K. Atreya and J. E. P. Connerney and D. Durante and L. Kulowski and J. I. Lunine and D. Stevenson and S. Bolton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01866},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in A&A