A suppression of differential rotation in Jupiter’s deep interior

Autor: Ravit Helled, S. M. Wahl, Steven Levin, Luciano Iess, Jonathan I. Lunine, Scott Bolton, William B. Hubbard, D. J. Stevenson, Daniel R. Reese, Daniele Durante, Tristan Guillot, Eli Galanti, Hao Cao, Yamila Miguel, Marzia Parisi, W. M. Folkner, Yohai Kaspi, John E. P. Connerney, A. Biekman, Burkhard Militzer
Přispěvatelé: Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), 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, COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biomécanique et Bioingénierie (BMBI), Université de Technologie de Compiègne (UTC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tel Aviv University [Tel Aviv], Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' [Rome], Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Lunar and Planetary Laboratory [Tucson] (LPL), University of Arizona, Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, 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), NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), ANR: 15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015), 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), University of California [Berkeley], University of California, Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël], California Institute of Technology (CALTECH), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome], Department of Astronomy [Ithaca], Cornell University [New York], Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyrénées (LATT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich (UZH), University of Zurich, Guillot, T, Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC), Tel Aviv University (TAU), Università degli Studi di Roma 'La Sapienza' = Sapienza University [Rome] (UNIROMA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Nature
Nature, Nature Publishing Group, 2018, 555 (7695), pp.227-230. ⟨10.1038/nature25775⟩
Nature, 2018, 555 (7695), pp.227-230. ⟨10.1038/nature25775⟩
Nature, 555, 227-230
ISSN: 1476-4687
0028-0836
1476-4679
Popis: International audience; Jupiter’s atmosphere is rotating differentially, with zones and belts rotating at speeds that differ by up to 100 metres per second. Whether this is also true of the gas giant’s interior has been unknown1,2, limiting our ability to probe the structure and composition of the planet3,4. The discovery by the Juno spacecraft that Jupiter’s gravity field is north–south asymmetric5 and the determination of its non-zero odd gravitational harmonics J3, J5, J7 and J9 demonstrates that the observed zonal cloud flow must persist to a depth of about 3,000 kilometres from the cloud tops6. Here we report an analysis of Jupiter’s even gravitational harmonics J4, J6, J8 and J10 as observed by Juno5 and compared to the predictions of interior models. We find that the deep interior of the planet rotates nearly as a rigid body, with differential rotation decreasing by at least an order of magnitude compared to the atmosphere. Moreover, we find that the atmospheric zonal flow extends to more than 2,000 kilometres and to less than 3,500 kilometres, making it fully consistent with the constraints obtained independently from the odd gravitational harmonics. This depth corresponds to the point at which the electric conductivity becomes large and magnetic drag should suppress differential rotation7. Given that electric conductivity is dependent on planetary mass, we expect the outer, differentially rotating region to be at least three times deeper in Saturn and to be shallower in massive giant planets and brown dwarfs.
Databáze: OpenAIRE
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