木星深层水丰度：来自热化学动力学与扩散模型的新约束
地球与行星天体物理
2015-05-18 v2
摘要
我们开发了一个木星大气的一维热化学动力学与扩散模型，该模型精确描述了从深对流层热化学区（化学平衡建立）到上对流层淬灭区（化学平衡被破坏）的转变。该模型用于计算对流层成分的化学丰度，并识别氢主导大气中CO-CH4相互转化的重要化学路径。特别是，利用观测到的CO摩尔分数和化学行为间接约束木星的水储量。我们的模型能够重现观测到的对流层CO丰度，前提是木星深对流层的水摩尔分数在(0.25-6.0) × 10^-3范围内，对应原太阳丰度（假设H2O/H2 = 9.61 × 10^-4）的0.3至7.3倍富集。我们的结果表明，木星的氧富集程度与碳、氮及其他重元素大致相似，并得出结论：需要非常大（>8倍太阳）水富集的形成场景可以被排除。我们还评估并改进了目前用于预测木星、其他巨行星和褐矮星淬灭CO丰度的简单时间常数论证。
引用
@article{arxiv.1003.6077,
title = {The Deep Water Abundance on Jupiter: New Constraints from Thermochemical Kinetics and Diffusion Modeling},
author = {Channon Visscher and Julianne I. Moses and Sarah A. Saslow},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.6077},
year = {2015}
}
备注
42 pages, 7 figures, 4 tables, with note added in proof. Accepted for publication in Icarus [in press]