C 物质被卷入对流 O 壳层的 3D 流体动力学模拟

演化大质量恒星中对流壳层之间的相互作用与超新星冒名者、奇-Z 元素 Cl、K 和 Sc 的产生有关，并可能有助于产生已知可促进超新星爆发模型中激波复活的宏观非球对称性。我们研究了 C 壳层物质被卷入对流 O 燃烧壳层的过程，包括被卷物质核燃烧的流体动力学反馈。我们的 3D 流体动力学模拟在总光度 $L_\mathrm{tot}$ 上跨越近 3 个数量级。除一次模拟外，其余均达到准稳态，其夹带率与对流速度分别正比于 $L_\mathrm{tot}$ 与 $L_\mathrm{tot}^{1/3}$。根据所考虑的反应集合，碳燃烧提供总光度的 $14\,$--$\,33\%$。在 $768^3$ 与 $1152^3$ 网格上进行的等效模拟在定量上高度一致。流动由少数大尺度对流胞主导。在一次将 C 燃烧能量产额提高 10 倍的实验性运行中，发展出一种导致马赫数超过 $0.2$ 的大尺度振荡的不稳定性。该运行最接近剧烈 O-C 壳层合并的预期条件，后者是 K 和 Sc 等奇-Z 元素的潜在产生地，并可能播种超新星前身星中的不对称性。由于一维模拟缺失了卷吸物质的团块效应对核反应速率的影响，其可能将卷吸物质燃烧的产能低估多达两倍。