采用FreeEOS的3D Stagger模型大气 I. 探究微观物理对太阳的影响

恒星表面对流的三维辐射流体动力学（3D RHD）模拟为太阳与恒星物理中的诸多问题提供了宝贵见解。然而，迄今几乎所有3D近表面对流模拟均基于太阳丰度化学组成，限制了其在具有特殊丰度模式恒星上的应用。为克服此困难，我们将稳健且广泛使用的FreeEOS状态方程与我们的Blue不透明度包植入Stagger 3D辐射磁流体动力学代码。我们给出了一个新的太阳大气3D RHD模型，并证明平均分层以及关键物理量的分布与最新Stagger太阳模型大气一致。该新模型进一步通过与太阳观测对比得到验证。新模型大气以令人满意的程度重现了观测流量谱、连续谱临边昏暗变化以及氢线轮廓，从而确认了模型及底层输入物理的真实性。这些实现为利用3D Stagger模型大气研究具有不同$\alpha$元素丰度、碳增丰贫金属星及具有特殊化学组成的星族II恒星开辟了前景。