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稳定分层与正压恒星中随机初始磁场的演化

太阳与恒星天体物理 2022-01-26 v1

摘要

已知长寿命磁场存在于主序星上部、白矮星和中子星中。为探索这些恒星内部磁场可能的平衡构型,我们使用 {\sc Pencil Code}(一种用于磁化可压缩流体的高阶有限差分代码)对具有理想气体状态方程的稳定分层与正压恒星中初始随机磁场的演化进行了三维磁流体动力学模拟。在正压(等熵)恒星中,我们确认了先前结果,即我们尝试的所有初始磁场都会衰减,无法达到稳定平衡。在稳定分层恒星(比熵径向增加)的情形中,初始随机磁场似乎总是演化到稳定平衡。然而,该平衡的性质取决于所考虑的耗散机制。若包含磁扩散率(或超扩散率),最终态比初始态更具轴对称性且由大波长主导;而若仅存在黏性(或超黏性),则并非如此。在真实恒星中,使其弛豫到平衡的主要机制可能是相位混合,我们认为这更接近于黏性所模拟的过程。因此,我们得出结论:取决于其形成机制,这些恒星中的平衡磁场原则上可能非常不对称。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.10673,
  title  = {Evolution of random initial magnetic fields in stably stratified and barotropic stars},
  author = {Laura Becerra and Andreas Reisenegger and Juan Alejandro Valdivia and Mikhail E. Gusakov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.10673},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages, 22 figures