天王星与海王星的纬向风:引力谐波、动力学自引力、形状与自转
地球与行星天体物理
2023-01-04 v1
摘要
天王星与海王星呈现可达每秒数百米的快速表面纬向风。先前关于纬向引力谐波与欧姆耗散约束的研究表明,风速在行星内相对浅层深度迅速衰减。通过对结构模型缺失的动力学引力谐波 与流体扰动预期值进行逐例比较,我们对天王星与海王星的纬向风衰减给出约束。为此,我们使用 阶 Figures 理论(ToF)生成天王星与海王星多方经验结构模型,将流体静力 留作开放参数。将缺失的动力学贡献归因于纬向风(及其动力学自引力)引起的密度扰动,我们发现两行星纬向风的最大尺度高度约为行星半径的 。允许模型的 解在观测值周围 范围内具有类似含义。自引力对 的影响约为纬向风的十分之一,符合预期。衰减尺度高度对文献中提出的天王星与海王星整体自转周期的修正基本不敏感。此外,我们发现纬向风引起的动力学密度扰动对行星形状有可测量影响,并有可能通过未来观测推断风衰减与整体自转周期。
引用
@article{arxiv.2210.17389,
title = {Zonal winds of Uranus and Neptune: Gravitational harmonics, dynamic self-gravity, shape, and rotation},
author = {Deniz Soyuer and Benno Neuenschwander and Ravit Helled},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17389},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in ApJ