由引力场和扁率确定的土星快速自转
地球与行星天体物理
2015-06-24 v1
摘要
土星磁极与其自转轴的排列排除了使用磁场测量来确定其自转周期的可能性。此前，旅行者号 spacecraft 通过无线电测量确定的周期为 10 小时 39 分 22.4 秒。当卡西尼号 spacecraft 测得周期为 10 小时 47 分 6 秒，且发现该周期在连续测量间发生变化时，显然无线电周期不能用于确定行星整体的自转周期。基于土星实测风场的估计进一步增加了不确定性，给出的数值小于旅行者号的自转周期，目前土星的自转周期被认为在 10 小时 32 分至 10 小时 47 分之间，这对于如此基本的属性而言是不能令人满意的。在此，我们报告了一个基于优化方法得出的周期：10 小时 32 分 45 秒 46 秒，该方法利用了土星的实测引力场、观测形状的限制以及可能的内部密度分布。此外，即使仅使用其引力场的约束，也能以几分钟的精度推断出自转周期。为了验证我们的方法，我们将相同程序应用于木星，并正确恢复了其众所周知的自转周期。
引用
@article{arxiv.1504.02561,
title = {Saturn's fast spin determined from its gravitational field and oblateness},
author = {Ravit Helled and Eli Galanti and Yohai Kaspi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02561},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in Nature, published online on March 25, 2015 Includes methods and supplementary figures