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惑星科学:木星の非対称な重力場の観測

Nature 555, 7695 doi: 10.1038/nature25776

流体的な自転する惑星の重力の球面調和関数は、剛体回転から生じる静的な成分と流れから生じる動的な成分に分解できる。内部にダイナミクスがない場合、重力場は軸対称かつ半球対称となり、偶数次の帯状重力場成分J2nが支配的になる。このJ2nは、qを惑星赤道での遠心力と重力の比とすると、qnにほぼ比例する。重力場の非対称性はいずれも、差動回転と大気の深部での流体運動に起因する。J3J5J7J9およびより高次の奇数次の成分は、大気の異なるゾーン(帯)における風の深さを測る尺度である。本論文では、木星の極軌道を周回する探査機ジュノーの精密なドップラー追跡を通して得られた木星の重力の球面調和関数(偶数と奇数の両方)の観測結果を報告する。我々は、大気流と内部流の存在を示す南北非対称性を見いだした。同時掲載の2つの論文で述べられているように、球面調和関数の成分分析からは、風の垂直プロファイルと、木星の動的大気の深さの精密な制約が得られる。

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