在类太阳对流发电机中产生浮力磁通量绳

我们的太阳表现出强烈的对流发电机作用，导致磁通量束作为磁斑出现在恒星表面。大尺度发电机作用被认为通过对流、旋转和剪切之间的相互作用，在太阳深部内部产生大尺度磁结构。这些大尺度磁结构的部分随后被认为会穿过对流层上升，形成磁环，进而穿透光球层成为太阳黑子对。此前关于旋转球壳中 3D MHD 对流的全局模拟已经展示了在对流区主体中产生大尺度磁花环 (wreaths) 的机制。我们最近的模拟达到了足够高的湍流水平，使得这些花环的部分能够通过磁浮力和对流巨胞平流的共同作用变得具有磁浮力，并穿过模拟的对流层上升。这些浮力磁环是在对流层主体中产生的，因为磁花环核心的强洛伦兹力反馈抑制了小尺度对流运动，允许局部磁能放大到超过局部动能的 100 倍。虽然磁花环主要由轴对称极向磁场被轴对称旋转剪切剪切产生（$\Omega$-效应），但磁环在开始上升之前通过非轴对称过程被放大到峰值场强。这进一步扩展并增强了一种新的涌现磁通量束生成范式，我们称之为湍流赋能磁浮力 (turbulence-enabled magnetic buoyancy)。