你现在的位置: 首页 >> 科研成果 >> 研究进展

非球形气态巨行星引力场与内部结构
文章来源:     发布时间: 2014-04-18     【字号:

    Juno探测器的重要科学目标之一是探测确定木星这一气态巨行星高精度引力场(10-9)。处于自引力平衡状态下的气态巨行星引力场不仅与其旋转效应有关,而且也与内部大尺度对流有关,通过环绕木星运动的空间探测器轨道变化可以反演测定其引力场;传统的球谐函数摄动展开方法可以理论计算小扁率低阶行星引力场的系数,不能有效用于像木星这样具有较大扁率的巨行星(在一个大气压处的形状扁率为0.3543,地球的扁率为0.082),特别是要针对高精度引力场的计算,同时球谐函数摄动展开方法也不适用于由内部大尺度对流导致的引力场变化的计算。采用有限元方法建立了由旋转效应和带状平均流效应导致的气态巨行星引力场带谐项(Zonal Terms)理论计算方法。对于木星,计算结果表明:|ΔJn/Jn|<1%, n=2,4,6; 但对于n=8,10,12, |ΔJn/Jn|变化很大,如|ΔJ12/J12|>1000%,表明J12项主要由带状流决定,旋转效应很小,且值(量级为10-7)在Juno探测器测量精度内,由此可以推断木星高阶引力场的测定,对理解带状平均流的动力学性质将很有帮助。