演化恒星中的 MHD 与深部混合。1. AGB 星的二维与三维解析模型
太阳与恒星天体物理
2015-06-19 v1
摘要
有人提出，由靠近氢壳层处浮现的磁化区域对流核聚变灰烬的平流作用可解释 AGB 星的丰度特征。在此，我们通过精确的 MHD 模型对这一直观想法进行了定量验证。从简单的二维几何结构并在惯性参考系出发，我们研究了等离子体平衡态，从而避免了数值模拟的复杂性。我们表明，在 AGB 星对流包层下方，可变磁场诱导了自然膨胀，这在近乎理想的 MHD 条件下是允许的，其中径向速度随半径的平方增长。随后我们研究了对流包层，其中宏观湍流的复杂性仅允许进行示意性的解析处理。在此，径向速度依赖于半径的平方根。接着，我们通过速度的三维计算验证了结果的稳健性，表明对于所研究的两个区域，先前发现的解可视为更复杂行为的平面截面，无论如何，平均径向速度仍保持与二维情形中发现的相同的半径依赖关系。作为最终检验，我们将结果与浮力磁结构的近似描述进行了比较。对于真实的边界条件，包层穿越时间足以在任何巨大对流区内分散所传输的物质，这表明磁平流是深部混合的一种有前景的机制。混合速度小于对流速度，但大于扩散速度，且足以解释红巨星中的额外混合现象。
引用
@article{arxiv.1404.2503,
title = {MHD and deep mixing in evolved stars. 1. 2D and 3D analytical models for the AGB},
author = {M. C. Nucci and M. Busso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.2503},
year = {2015}
}