关于木星内部存在反转Z梯度之假说
地球与行星天体物理
2023-11-15 v1
摘要
木星内部模型难以与大气成分测量一致。内部模型偏好次太阳或太阳重元素丰度Z,而大气测量暗示超太阳丰度。一个可能的解决方案是存在反转Z梯度,即Z向内减小,意味着大气中重元素丰度高于外包层。我们研究两种情形:反转Z梯度位于氦雨发生处(Mbar量级)或位于可能存在辐射区的较上层(kbar量级)。我们旨在评估这些情形有多合理。我们计算了具此类反转Z梯度的木星内部与演化模型,并使用了关于反转Z梯度稳定性与形成的约束。我们发现位于氦雨处的反转Z梯度不可行,因其要求过晚且过多的吸积物质。我们发现了具较上层反转Z梯度的内部模型,由阻止向下混合的辐射区导致,可满足该行星当前引力场。然而,我们的演化模型暗示第二种情形可能并不成立。木星中的反转Z梯度可以是稳定的。但其存在于Mbar或kbar量级均相当不可能。
引用
@article{arxiv.2311.07646,
title = {On the hypothesis of an inverted Z-gradient inside Jupiter},
author = {Saburo Howard and Tristan Guillot and Steve Markham and Ravit Helled and Simon Müller and David J. Stevenson and Jonathan I. Lunine and Yamila Miguel and Nadine Nettelmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07646},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in A&A