年轻类太阳恒星对流发电机模拟中的磁周期
太阳与恒星天体物理
2011-03-28 v1
摘要
年轻类太阳恒星自转迅速，且许多具有强磁活动；其中一些恒星会经历类似于22年太阳活动周期的磁周期。我们利用三维磁流体动力学非弹性球谐(ASH)代码对快速自转太阳中的发电机作用进行了模拟，以探索在以当前太阳自转速率5倍自转的类太阳恒星对流包层中实现的发电机作用。引人注目的全球尺度磁环出现在湍流对流区中，并表现出丰富的时间依赖性。该发电机展现出周期性活动，并经历准周期性的极性反转，其中全球尺度的极向场和环向场均在大约1500天的时间尺度上改变方向。这些磁活动模式从湍流中自发涌现，并在时间和空间上比我们之前对太阳发电机模拟中实现的模式更为有序。我们详细评估了模拟中导致全球尺度反转的磁场产生与破坏的竞争过程。我们发现，平均环向场主要通过Ω效应构建，而平均极向场则由湍流关联构建，这些关联不一定能用简单的α效应很好地表示。在反转过程中，磁环向极区传播，这似乎源于向极传播的发电机波。对流流动的主要响应涉及轴对称较差自转，其表现出与向极传播磁环相关的变化。在太阳中，在扭转振荡的极向分支中观测到了类似模式，这些模式可能代表太阳表面深处向极传播的磁场。[摘要已删节]
引用
@article{arxiv.1102.1993,
title = {Magnetic Cycles in a Convective Dynamo Simulation of a Young Solar-type Star},
author = {Benjamin P. Brown and Mark S. Miesch and Matthew K. Browning and Allen Sacha Brun and Juri Toomre},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.1993},
year = {2011}
}
备注
20 pages, 14 figures, emulateapj format; accepted for publication in ApJ. Expanded and published version of sections 5-6 from http://arxiv.org/abs/0906.2407