Rotation Reduces Convective Mixing in Jupiter and Other Gas Giants
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Recent measurements of Jupiter’s gravitational moments by the Juno spacecraft and seismology of Saturn’s rings suggest that the primordial composition gradients in the deep interior of these planets have persisted since their formation. One possible explanation is the presence of a double-diffusive staircase below the planet’s outer convection zone, which inhibits mixing across the deeper layers. However, hydrodynamic simulations have shown that these staircases are not long-lasting and can be disrupted by overshooting convection. In this Letter, we suggests that planetary rotation could be another factor for the longevity of primordial composition gradients. Using rotational mixing-length theory and 3D hydrodynamic simulations, we demonstrate that rotation significantly reduces both the convective velocity and the mixing of primordial composition gradients. In particular, for Jovian conditions at t ∼ 10 8 yr after formation, rotation reduces the convective velocity by a factor of 6, and in turn, the kinetic energy flux available for mixing gets reduced by a factor of 6 3 ∼ 200. This leads to an entrainment timescale that is more than 2 orders of magnitude longer than without rotation. We encourage future hydrodynamic models of Jupiter and other gas giants to include rapid rotation because the decrease in the mixing efficiency could explain why Jupiter and Saturn are not fully mixed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».