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Comparing Jupiter interior structure models to Juno gravity measurements and the role of a dilute core

Authors :
Burkhard Militzer
Steven Levin
John E. P. Connerney
S. M. Wahl
Daniel R. Reese
Yamila Miguel
Naor Movshovitz
Tristan Guillot
Scott Bolton
Yohai Kaspi
Ravit Helled
William B. Hubbard
Eli Galanti
Joseph Louis LAGRANGE ( LAGRANGE )
Université Nice Sophia Antipolis ( UNS )
Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique ( LESIA )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of Zurich
Wahl, S M
Source :
Geophys.Res.Lett., Geophys.Res.Lett., 2017, 44, pp.4649-4659. 〈10.1002/2017GL073160〉, Geophys.Res.Lett., 2017, 44, pp.4649-4659. ⟨10.1002/2017GL073160⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

The Juno spacecraft has measured Jupiter's low-order, even gravitational moments, $J_2$--$J_8$, to an unprecedented precision, providing important constraints on the density profile and core mass of the planet. Here we report on a selection of interior models based on ab initio computer simulations of hydrogen-helium mixtures. We demonstrate that a dilute core, expanded to a significant fraction of the planet's radius, is helpful in reconciling the calculated $J_n$ with Juno's observations. Although model predictions are strongly affected by the chosen equation of state, the prediction of an enrichment of $Z$ in the deep, metallic envelope over that in the shallow, molecular envelope holds. We estimate Jupiter's core to contain an 7--25 Earth mass of heavy elements. We discuss the current difficulties in reconciling measured $J_n$ with the equations of state, and with theory for formation and evolution of the planet.<br />21 Pages, 3 figures, plus Supplementary Information

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Geophys.Res.Lett., Geophys.Res.Lett., 2017, 44, pp.4649-4659. 〈10.1002/2017GL073160〉, Geophys.Res.Lett., 2017, 44, pp.4649-4659. ⟨10.1002/2017GL073160⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6bb8869920ad674d1875a420e60ef3b7
Full Text :
https://doi.org/10.1002/2017GL073160〉