循环恒星对流发电机中的极大极小期与向赤道传播

采用具有斜率限制扩散的三维磁流体动力学 (MHD) 非弹性球谐函数 (ASH) 代码，捕捉了在以三倍太阳速率旋转的模型太阳质量恒星的全局尺度恒星对流模拟中实现的对流和发电机过程。发电机产生的磁场具有多个时间尺度，其中显著的极性周期约为每 6.2 年一次。磁场形成大尺度环向花环，其形成与该模拟中对流的低 Rossby 数有关。极性反转与较差自转的减弱以及大尺度磁场的电阻性坍缩有关。观察到磁场的赤道迁移，这是由于较差自转的强烈调制而非发电机波所致。磁通量从赤道向极地的迁移最终导致高纬度磁场极性的反转。该模拟还进入了一个低纬度磁能减少的区间，持续约 16 年（约 2.5 个极性周期），在此期间极性周期受到干扰，之后发电机恢复了其规则的极性周期。对这一极大极小期的分析表明，它可能源于对称和反对称发电机族之间的相互作用。这种间歇性发电机状态可能是由于模拟中相对较低的磁 Prandtl 数所致。基于平均场理论的对该发电机模拟的分析表明，它属于 $\alpha$-$\Omega$ 型。还确定了似乎与磁极性反转相关的时间尺度。