恒星中的磁化指状对流

指状对流（亦称热盐对流）是一种在恒星辐射区中平均分子量随半径增大的区域内驱动化学元素垂直输运的过程。近来，Harrington 与 Garaud（2019）利用三维直接数值模拟表明，垂直磁场可显著增强指状对流的化学混合率。此外，他们提出了一种所谓“寄生饱和”理论来建模该过程。在此，我们利用一组改变磁普朗特数、磁场强度与成分梯度的磁化指状对流直接数值模拟，在广阔参数空间内检验其模型。我们发现模拟中测得的化学混合率并非总能被其现有模型准确预测，尤其在磁扩散率较大时。随后我们给出了 Harrington & Garaud（2019）模型的扩展以解决此问题。应用于恒星参数时，除指状对流趋于边际稳定的极限外，其恢复了 Harrington & Garaud（2019）的结果，而在该极限下新模型更优。我们讨论了上述发现对恒星结构与演化的意义。