类太阳差分自转的生成
太阳与恒星天体物理
2022-07-20 v4
摘要
我们分析了 Hotta & Kusano, 2021 中展示的模拟结果，其中重现了类太阳差分自转。太阳存在快赤道与慢极区的差分自转。人们普遍认为热对流维持了差分自转，但近期高分辨率模拟往往未能重现快赤道。这一事实是太阳物理中称为对流难题的最大问题之一的一个方面。Hotta & Kusano, 2021 在未使用任何操控的情况下，以空前高分辨率模拟成功重现了类太阳差分自转。在本研究中，我们分析模拟数据以理解快赤道的维持机制。我们的分析得出如下结论：1. 超 equipartition 磁场由压缩产生，其可间接将大量内能转换为磁能。2. 高效的小尺度能量传输抑制了大尺度对流能量。3. 非泰勒-普劳德曼差分自转由磁场增强的各向异性纬度能量传输引起的熵梯度维持。4. 快赤道由主要由麦克斯韦应力引起的经向流维持。麦克斯韦应力本身也在角动量传输以形成快近表面赤道中起作用（我们称之为击球效应）。模拟中的快赤道并非由于低罗斯贝数机制，而是由于强磁场而重现。本研究新发现了磁场在差分自转维持中的作用。
引用
@article{arxiv.2202.04183,
title = {Generation solar-like differential rotation},
author = {H. Hotta and K. Kusano and R. Shimada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04183},
year = {2022}
}
备注
39 pages, 37 figures, 1 table, published in ApJ