模拟黑子对恒星磁周期的影响

观测表明，自转较快的恒星往往具有更强的磁活动和更短的磁周期。太阳和恒星的周期性磁活动被认为由发电机过程驱动。Babcock-Leighton (BL) 发电机在理解太阳周期方面的成功表明，黑子可能在恒星磁周期中发挥重要作用。我们旨在将 BL 机制扩展到具有不同自转速率的太阳质量恒星，并探索黑子在纬度和倾角方面的浮现特性对恒星磁周期的影响。我们采用了一个在对流区主体中运行的运动学 BL 型发电机模型。大尺度流场的剖面来自针对各种自转体的平均场流体动力学模型。模型中的 BL 源项是基于黑子浮现的自转依赖性构建的。也就是说，自转较快的恒星在较高纬度拥有具有较大倾角的黑子。自转较快的恒星在约 $\pm55^\circ$ 纬度附近出现极向通量，由于那里的纬向较差自转最强，环向场生成效率最高。自转较快的恒星将表面极向场从浮现纬度输运到高效 $\Omega$-效应的 $\pm 55^\circ$ 纬度所需时间更短，从而缩短了它们的磁周期。由于与倾角相关的更强 BL $\alpha$-效应，自转较快的恒星在更超临界的机制下运行，导致更强的饱和磁场，并使两个半球之间的极向场耦合更加困难。因此，随着恒星自转减慢，磁场宇称从半球不对称混合模式转变为四极子，再进一步转变为偶极子。黑子的浮现在大尺度恒星发电机中起着至关重要的作用。