論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1612.02870
Duarte et al. (2016)
Physical conditions for Jupiter-like dynamo models
(木星型ダイナモモデルの物理的条件)

概要

Juno ミッションでは，これまでにない精度で木星の磁場の測定が行われる予定であり，これによって惑星の内部構造と力学に制限を与えるための大量のデータが供給されることが期待される．

ここでは，ダイナモで生成された磁場の惑星内部特性への影響を調べるため，66 の数値シミュレーションを解析した．The degree l=4 field model VIP4 と，第一原理シミュレーションをベースとした最新の内部モデルをベンチマークとして使用した．

その結果，VIP4 的な磁場は異なる多くのモデルで実現され得る事が分かった．理想気体を仮定した場合と，第一原理シミュレーションに基づいたより現実的な内部モデルを使用した場合のどちらも，違いは見られなかった．しかし，その他の 2 つの要因が重要であることが判明した．

レイリー数が低い場合は強い双極子磁場の寄与が大きい一方，対流駆動が強すぎる場合は双極子磁場の優位性は消失する．木星的な磁場を生み出すために要求される中間的な領域の条件は，その他の系の特性に依存する．

二番目の要因は，非軸対称の流れ速度と電気伝導度の産物である対流磁気レイノルズ数である．
磁気レイノルズ数が 50 を越える深さが，ダイナモ領域の上端部を表す良い指標であることを発見した．ダイナモ領域が深すぎる場所にある場合，軸対称の双極子成分は幾何学的な理由により再び支配的になりすぎる．これらの結果を木星に外挿した結果，木星のダイナモは惑星半径の 95%に広がっていることが示唆された．

ここでのシミュレーションにおける帯状流は，分子層によく閉じ込められた赤道ジェットによって占められている．ジェットが電気伝導度が高い領域まで届くような場所では，惑星深部で生成される双極子優勢の磁場を変形させる secondary alpha-Omega ダイナモを引き起こす．この secondary dynamo は，VIP4 モデルと整合すると思われる，低緯度での強い磁場パッチ領域を引き起こすことが出来る．

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