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土星环地震学:土星深部内部存在稳定分层的证据

地球与行星天体物理 2015-04-30 v2

摘要

地震学允许对恒星和行星的内部结构进行直接的观测约束。最近对土星环系统的观测揭示了环内存在由土星内部振荡模式激发的密度波,从而能够精确测量一组有限的行星模式频率。我们构建了土星的内部结构模型,计算了相应的模式频率,并将其与观测到的模式频率进行了比较。我们模型的基本模式频率与观测到的频率(最大振幅波)吻合,精度约为 1%\sim 1 \%,证实了这些波确实是由土星的 f-模式激发的。低振幅波(在频率上与 f-模式精细分裂)的存在,只能在包含在行星稳定分层区域传播的重力模式的模型中重现。这种稳定分层必须存在于行星深处,靠近核与包层之间巨大密度梯度的区域。我们的模型难以重现观测到的 m=3m=-3 模式的精细分裂,这表明额外的效应(例如显著的纬度较差自转)可能很重要。

关键词

引用

@article{arxiv.1406.3343,
  title  = {Saturn Ring Seismology: Evidence for Stable Stratification in the Deep Interior of Saturn},
  author = {Jim Fuller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1406.3343},
  year   = {2015}
}

备注

26 pages, 9 figures, accepted for publication in Icarus