木星中形成模糊核的挑战
地球与行星天体物理
2020-07-01 v2
摘要
近期与朱诺号重力数据相符的木星结构模型表明,该行星深部内部存在一个富集重元素的延展区域,即所谓的稀释/模糊核。这一发现提出了何种形成路径会导致此类结构的问题。我们模拟了木星的形成与长期演化,起始于失控气体吸积前的晚期形成阶段。我们考虑的形成情景既包括原初成分梯度,也包括原木星快速获取气体包层时建立的梯度。随后我们追踪木星冷却收缩的演化,特别关注内部的能量与物质输运。我们发现所考虑的所有情景均无法产生与内部结构模型相容的模糊核。在所有情形中,木星包层最多在几百万年内变得对流且完全混合。即便我们考虑气体吸积导致行星寒冷且吸积大量重元素的情形,结论依然成立。因此可得出结论:用标准形成模型解释木星的稀释核极为困难。我们建议未来工作应考虑更复杂的形成路径,以及可能对木星当前内部结构的建模产生影响的额外物理过程。
引用
@article{arxiv.2004.13534,
title = {The Challenge of Forming a Fuzzy Core in Jupiter},
author = {Simon Müller and Ravit Helled and Andrew Cumming},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.13534},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 9 figures, accepted for publication in A&A; grammar and typos corrected, error in Fig. 3 fixed