木星赤道区的超绝热温度梯度及其对水丰度的启示
地球与行星天体物理
2024-03-11 v1
摘要
传统上认为巨行星的温度结构是绝热的，假设对流混合使熵均匀化。伽利略探测器进行的唯一原位测量检测到木星其中一个 5m 热斑内的温度结构接近绝热，但存在微小但明确的局部偏离绝热性的情况。我们分析了朱诺号 (Juno) 在木星赤道附近 (0 ~ 5N) 的微波观测结果，发现赤道温度结构最好用稳定的超绝热温度剖面来表征，而不是绝热剖面。水是唯一具有足够丰度的物质，如果存在超绝热温度梯度，它可以改变大气的平均分子量并防止动力学不稳定性。因此，根据超绝热性，我们的结果表明木星赤道区域的水浓度（或氧氢比）约为太阳值的 4.9 倍，可能范围为太阳值的 1.5 ~ 8.3 倍。
引用
@article{arxiv.2403.05363,
title = {Super-adiabatic Temperature Gradient at Jupiter's Equatorial Zone and Implications for the Water Abundance},
author = {Cheng Li and Michael Allison and Sushil Atreya and Shawn Brueshaber and Leigh N. Fletcher and Tristan Guillot and Liming Li and Jonathan Lunine and Yamila Miguel and Glenn Orton and Paul Steffes and J. Hunter Waite and Michael H. Wong and Steven Levin and Scott Bolton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05363},
year = {2024}
}
备注
46 pages, 11 figures, accepted by Icraus