年轻太阳全球发电机模拟中的浮力磁环

当前太阳及类太阳恒星的发电机范式将强环向磁结构的产生位置置于太阳内部深处。类太阳恒星上的太阳黑子和恒星黑子，被认为是由这些磁结构的部分变得浮力不稳定并从深处上浮至光球层而产生的。在此，我们首次提出三维全球磁流体力学（MHD）模拟，其中湍流对流、分层与旋转共同作用，产生了一个自洽生成浮力磁环的发电机。我们在一个具有太阳分层但自转速度为当前太阳三倍的球壳中模拟了恒星对流与发电机作用。动力学作用在对流区中实现了强环向磁场环。通过采用动态 Smagorinsky 模型处理亚网格尺度湍流，我们在模拟中大幅降低了扩散。这使得这些磁场环中最强磁场的区域能够通过磁浮力不稳定性与对流巨胞平流的共同作用，上浮至对流区顶部。这种产生浮力磁环的全球模拟，在结合发电机作用与磁通量涌现的数值模型方面迈出了重要一步。