巨行星包络中重元素的性质
地球与行星天体物理
2016-09-21 v1
摘要
巨行星形成的核吸积模型为木星行星的初始结构描绘了一幅双层图景：重元素位于致密的核内，外覆厚重的 H-He 包络。晚期星子吸积和核侵蚀可能使 H-He 包络富含重元素，这得到了 Galileo 进入探测器在木星大气中测量到的三倍太阳金属丰度的支持。为了再现木星和土星观测到的引力矩，其内部模型包含了不同比例的重元素 。然而，对于它们对氢-氦混合物状态方程的影响，尚未在理想混合近似之外进行过研究。在本文中，我们报告了完全相互作用的 H-He- 混合物的 \textit{ab initio} 模拟结果，以表征其状态方程并分析对巨行星内部结构和演化的可能影响。考虑 C、N、O、Si、Fe、MgO 和 SiO，我们表明，如果适当选择有效体积和内能，H-He 混合物中重元素的行为仍可用理想混合物来表示。对于氧的情况，我们还计算了对熵的影响。我们发现由此导致的温度-压力剖面变化很小。质量分数为 2\% 的氧均匀分布仅使木星内部的温度改变 80 K。
引用
@article{arxiv.1606.04162,
title = {The properties of heavy elements in giant planet envelopes},
author = {Francois Soubiran and Burkhard Militzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.04162},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 14 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal