偏心点火后壳层对流区下方运行的新型恒星混合过程

在恒星演化的大多数阶段，由较轻元素到较重元素的核燃烧会产生一个抵抗浮力加速的径向成分分布，即较轻物质位于较重物质之上。然而，在某些情况下，例如偏心点火，核燃烧产生的成分分布可能是不稳定的，其特征是平均分子量向外增加。在这些情况下，不稳定性的潜力及其对恒星结构演化可能产生的后果，在很大程度上仍未被探索。在本文中，我们研究了根据线性Schwarzschild和Ledoux判据最初稳定的区域中，与不稳定成分梯度相关的不稳定性的发展与演化。具体而言，我们基于1.25 \Msun恒星核心氦闪、9.3\,\Msun恒星核心碳闪以及23\,\Msun恒星氧壳层燃烧的恒星演化计算，利用多维流体动力学对流模型，探索了在各种条件下发生的混合。我们的模拟结果揭示了一种与对流区下方平均分子量向外增加的区域相关的混合过程。该混合并非由于对流区的超射作用，也不是直接由于热盐混合，因为后者运行的时间尺度比模拟的流动大几个数量级。相反，该混合似乎是由于位于对流区下方的稳定层中诱发的波场的存在，该波场将混合率提高了许多个数量级，并使得热盐型混合过程能够在动力学而非热学时间尺度上运行。我们结合相关的实验室现象及相关理论进展对结果进行了讨论。