将大质量恒星的一维演化模拟与三维流体动力学模拟相联系
太阳与恒星天体物理
2016-03-23 v1 流体动力学
摘要
大质量恒星的恒星演化模型对天体物理学的许多领域都很重要，例如核合成产物、超新星前身星模型以及对极端条件下物理学的理解。恒星中湍流的出现主要是由于恒星内部不同质量坐标处的核燃烧。数十年来，人们对恒星模型中对流边界处湍流和湍流混合的理解与正确处理进行了研究，但仍缺乏明确的解决方案。本文介绍了大质量恒星中对流边界混合（CBM）研究的初步结果。对流边界的“刚度”可以使用整体 Richardson 数（）来量化，即边界恢复势能与湍流涡旋动能之比。“硬”边界（）会抑制 CBM，而在相反的情况下，“软”边界（）将更容易受到 CBM 的影响。迄今为止获得的关键结果之一是，核燃烧壳层的下对流边界（更靠近中心）比相应的上边界“更硬”，这意味着下壳层边界处的 CBM 有限。这与 Meakin 和 Arnett [The Astrophysical Journal 667:448-475, 2007] 进行的三维流体动力学模拟相一致。该结果对大质量恒星中新的 CBM 处方以及超渐近巨星支恒星中的核燃烧火焰前沿传播和新星的爆发也有启示。
引用
@article{arxiv.1601.01572,
title = {Linking 1D Evolutionary to 3D Hydrodynamical Simulations of Massive Stars},
author = {Andréa Cristini and Casey Meakin and Raphael Hirschi and David Arnett and Cyril Georgy and Maxime Viallet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.01572},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication (12/12/15) in the Physica Scripta focus issue on Turbulent Mixing and Beyond