3D1D 流体-核合成模拟。I. 平流-反应后处理方法及其在快速吸积白矮星 He 壳闪对流中 H 吸入的应用

我们提出两种用于 3D 流体动力学模拟后处理的混合模型，应用于金属丰度 $\mathrm{[Fe/H]} = -2.6$ 的快速吸积白矮星（RAWD）中的对流-反应 i 过程核合成，其中 H 被吸入对流 He 壳。一维平流双流模型采用受 3D 流体动力学模拟约束的具有物理动机的径向和水平混合系数。一种更简单的方法使用由相同模拟计算出的扩散系数。所有 3D 模拟都包含来自 H 夹带的 $^{12}$C(p,$\gamma$)$^{13}$N 反应的能量反馈。两个 RAWD 模拟中壳层 H 吸入的整体振荡引起 H 夹带爆发和非径向流体动力学反馈。采用与 3D 模拟相同的核网络，一维平流双流模型再现了 He 壳内 H 燃烧的速率和位置，与 3D 模拟预测紧密吻合，并定性显示了上、下游 $X_{\mathrm{H}}$ 轮廓的不对称性。采用完整的 i 过程网络，该平流混合模型捕捉了上、下游 n 俘获核合成的差异。例如，半衰期为 3.18 min 和 32.3 s 的 $^{89}$Kr 和 $^{90}$Kr 在两流中相差 2-10 倍。在这一特定应用中，扩散方法全局上给出了与平流双流混合模型相同的丰度分布。所得的 i 过程产额与典型 CEMP-r/s 星 CS31062-050 的观测极为吻合。