论类太阳恒星中的较差自转与超射

我们旨在刻画整体自转速率的变化如何影响从早 G 型到晚 K 型恒星对流包层中的整体动力学及大尺度流动。我们通过使用 ASH 程序进行数值模拟来实现这一目标，模拟中考虑了与具有不同整体属性的辐射内部相耦合的恒星对流包层。随着类太阳恒星在主序演化过程中逐渐减慢自转，这种变化必然对其动力学和自转状态产生直接影响。我们确实发现，对于一颗给定的恒星，可能存在三种主要的自转状态：反太阳型（极区快，赤道慢）、太阳型（赤道快，极区慢）或柱状自转剖面。在日益严格的旋转约束下，柱状剖面可进一步演化为类木星型剖面，呈现出交替的顺行和逆行纬向急流。我们进一步评估了对流和经向流超射进入辐射区的程度，并研究了已建立的差旋层的形态。利用简单的混合长论证，我们能够构建流体罗斯贝数 $R_{of} = \tilde{\omega}/2\Omega_* \sim \tilde{v}/2\Omega_* R_*$ 的标度关系，并基于我们的三维 ASH 模拟对其进行校准。我们可以利用这一标度关系来描绘较差自转行为随恒星质量和自转速率等整体参数的变化。最后，我们在此图上划定了一个区域（$R_{of} \gtrsim 1.5-2$），我们推测可能存在具有反太阳型较差自转的恒星，以鼓励观测者搜寻此类目标。