太阳内部磁场的约束：一些精确的边界层解

正如 Gough 和 McIntyre (1998) 最初提出但不同于 Brun 和 Zahn (A&A 2006) 最近的主张那样，太阳内部磁场的高纬度层流约束被证明是可能的。弱至$2\times10^{-6}\text{cm/s}$的平均下沉流——由上层对流区和/或差旋层中的湍流应力陀螺仪式地驱动——可以在厚度尺度约为$1.5\text{Mm} \approx 0.002 \times$（太阳半径）的约束层内将磁场保持在平流 - 扩散平衡中，同时将逆行扭矩传递给受 Ferraro 约束的内部。该约束层位于高纬度差旋层的底部，靠近辐射包层的顶部，就在标记氦沉降层顶部的“差旋暂停层”（tachopause）之上。在强旋转和分层极限下，针对均匀下沉流获得了一族精确的、层流的、无摩擦的轴对称约束层解。尺度分析表明，流动在动力学上是稳定的，层流假设是现实的。该解对于量级为$10^{-5}\text{cm/s}$的下沉值仍然有效，但不能大得多。这表明约束层可能无法接受大得多的质量吞吐量。这种限制意味着内部磁场强度存在上限，可能在数百高斯量级，并且对通风和锂燃烧也有影响。由于篇幅限制，这些解具有有趣的的手性性质未在文中提及，但在 http://www.atmos-dynamics.damtp.cam.ac.uk/people/mem/papers/SQBO/solarfigure.html 中有描述。