elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Theory of Figures to the Seventh Order and the Interiors of Jupiter and Saturn

Nettelmann, Nadine und Movshovitz, Naor und Ni, Dongdong und Fortney, J.J. und Galanti, Eli und Kaspi, Yohai und Helled, Ravit und Mankovich, Chris und Bolton, S. (2021) Theory of Figures to the Seventh Order and the Interiors of Jupiter and Saturn. The Planetary Science Journal, 2. Institute of Physics (IOP) Publishing. doi: 10.3847/PSJ/ac390a. ISSN 2632-3338.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/PSJ/ac390a

Kurzfassung

Interior modeling of Jupiter and Saturn has advanced to a state where thousands of models are generated that cover the uncertainty space of many parameters. This approach demands a fast method of computing their gravity field and shape. Moreover, the Cassini mission at Saturn and the ongoing Juno mission delivered gravitational harmonics up to J12. Here we report the expansion of the theory of figures, which is a fast method for gravity field and shape computation, to the seventh order (ToF7), which allows for computation of up to J14. We apply three different codes to compare the accuracy using polytropic models. We apply ToF7 to Jupiter and Saturn interior models in conjunction with CMS-19 H/He equation of state. For Jupiter, we find that J6 is best matched by a transition from an He-depleted to He-enriched envelope at 2–2.5 Mbar. However, the atmospheric metallicity reaches 1 × solar only if the adiabat is perturbed toward lower densities, or if the surface temperature is enhanced by ∼14 K from the Galileo value. Our Saturn models imply a largely homogeneous-in-Z envelope at 1.5–4 × solar atop a small core. Perturbing the adiabat yields metallicity profiles with extended, heavy-element-enriched deep interior (diffuse core) out to 0.4 RSat, as for Jupiter. Classical models with compact, dilute, or no core are possible as long as the deep interior is enriched in heavy elements. Including a thermal wind fitted to the observed wind speeds, representative Jupiter and Saturn models are consistent with all observed Jn values.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147883/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Theory of Figures to the Seventh Order and the Interiors of Jupiter and Saturn
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nettelmann, NadineNadine.Nettelmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1608-7185NICHT SPEZIFIZIERT
Movshovitz, NaorUniversity of California, Santa Cruz, USAhttps://orcid.org/0000-0001-5583-0042NICHT SPEZIFIZIERT
Ni, DongdongMacao University of Technical Sciences, Chinahttps://orcid.org/0000-0002-0483-0445NICHT SPEZIFIZIERT
Fortney, J.J.University of California Santa Cruz, USAhttps://orcid.org/0000-0002-9843-4354NICHT SPEZIFIZIERT
Galanti, EliWeizmann Institute of Science, Rehovot, IsraelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaspi, YohaiWeizmann Institute of Science, Rehovot, IrsaelNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Helled, RavitInstitute for Computational Science, University of Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mankovich, ChrisCaltech, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bolton, S.SWRI, Southwest Research Institute, San Antonio, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Dezember 2021
Erschienen in:The Planetary Science Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:2
DOI:10.3847/PSJ/ac390a
Verlag:Institute of Physics (IOP) Publishing
ISSN:2632-3338
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Jupiter , Planetary interior , Saturn
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt PLATO - PMC und Science
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Nettelmann, Nadine
Hinterlegt am:03 Jan 2022 15:04
Letzte Änderung:21 Dez 2022 04:12

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.