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前主序星中二维对流穿透的极值统计

太阳与恒星天体物理 2017-08-30 v1 计算物理

摘要

我们研究年轻低质量恒星深部内部中央辐射区与大型对流区之间形成的穿透层。使用多维恒星隐式代码 (MUSIC) 模拟球几何中长时间二维可压缩恒星对流,我们产生刻画该层中对流穿透程度和影响的统计。我们将极值理论应用于任意时刻对流穿透的最大程度。我们将处理非局部对流(贯穿恒星半径大部分)的模拟与旨在处理穿透层周围小区域局部对流的模拟的统计结果进行比较。对于每种情况,我们比较不同分辨率(具有不同速度大小)的模拟。我们还比较了以恒定速率辐射能量的模拟与允许能量根据局部表面温度从恒星表面辐射的模拟之间的统计结果。基于穿透对流结构的频率和深度,我们观察到在对流区和稳定辐射区之间形成两个不同层。我们表明任意时刻对流穿透最大深度的概率密度函数在空间上与激发内部波的半径位置紧密对应。我们发现最大穿透深度可由具有小形状参数的威布尔分布建模。利用这些结果,并建立在由大尺度对流运动增强的扩散的既定缩放基础上,我们提出了一种可用于大 P\'eclet 数区域中一维恒星演化计算的新扩散系数形式。这些结果应有助于 321D 联系。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.04852,
  title  = {Extreme value statistics for two-dimensional convective penetration in a pre-Main Sequence star},
  author = {J. Pratt and I. Baraffe and T. Goffrey and T. Constantino and M. Viallet and M. V. Popov and R. Walder and D. Folini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.04852},
  year   = {2017}
}

备注

18 pages, 12 figures, accepted to Astronomy and Astrophysics Journal