木星的转动惯量：JUNO任务的可能测定
地球与行星天体物理
2015-05-30 v1
摘要
巨行星的转动惯量揭示了行星内部密度结构的重要信息，且该信息与引力矩所包含的信息并不相同。即将进行的朱诺号木星任务可能通过测量木星的极轴进动和航天器的伦斯-瑟林加速度来确定木星的归一化转动惯量 NMoI=C/MR^2（其中 C 为轴向转动惯量，M 和 R 分别为木星的质量和平均半径）。我们基于木星实测引力场，采用简单的核/幔模型，假设 J_2 和 J_4 完全已知且等于其测量值，研究了木星 NMoI 的可能取值范围。该模型表明，对于固定的 J_2 和 J_4 值，NMoI 的取值范围在 0.2629 至 0.2645 之间。Radau-Darwin 关系给出的 NMoI 值比模型值大不到 1%。由动力学模型（Ward & Canup, 2006, ApJ, 640, L91）推断出的低 NMoI 值（约 0.236）与该范围不一致，但该范围依赖于模型。尽管我们得出结论，NMoI 受到重力系数的严格约束，但朱诺号将木星 NMoI 测量到百分之几的精度，可为木星内部结构提供重要约束。我们对朱诺号可能测定木星 NMoI 所涉及的误差进行了简化评估。
引用
@article{arxiv.1109.1627,
title = {Jupiter's Moment of Inertia: A Possible Determination by JUNO},
author = {Ravit Helled and John D. Anderson and Gerald Schubert and David J. Stevenson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.1627},
year = {2015}
}
备注
accepted for publication in Icarus