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穿透对流产生的内部重力波

太阳与恒星天体物理 2016-03-30 v1

摘要

过去十年丰富的地震学观测提供了恒星内部角动量重新分布的证据,而当前的演化代码无法复现这一现象。在此背景下,内部重力波的传输可能发挥作用,并能够解释理论与观测之间的偏差。波对角动量传输的效率取决于其驱动机制。虽然对流区整体的湍流激发已被研究,但我们知道穿透进入稳定分层辐射区的对流也能生成内部重力波。因此,我们旨在开发一个半解析模型,以估算上部对流包层下方穿透羽流对内部重力波(IGW)的生成。我们将羽流集合在辐射区与对流区界面上施加的压力作为动量方程的源项,推导了波幅。我们考虑了从对流梯度到辐射梯度的热过渡对波传入辐射区的影响。针对太阳模型计算了辐射区顶部的羽流诱导波能通量,并与湍流诱导的通量进行比较。我们表明,对于太阳情形,穿透对流比湍流更有效地生成波,且羽流诱导的波能在更短的时间尺度上修改内部自转速率。我们还表明,与陡峭过渡相比,平滑的热过渡显著增强了波透射。我们得出结论,对于内部角动量的传输,必须像考虑湍流诱导波一样考虑穿透对流的驱动。

关键词

引用

@article{arxiv.1512.07028,
  title  = {Generation of internal gravity waves by penetrative convection},
  author = {C. Pinçon and K. Belkacem and M. J. Goupil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1512.07028},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted for publication in A&A, 21 pages