恒星中纬度较差自转的稳定性

本文探讨了恒星较差自转辐射区（如太阳的差旋层）是否会激发可观测的非轴对称r模。为此，研究了纬度较差自转的流体动力学稳定性。根据径向分层特性的不同，估计了不稳定性所需的旋转剪切量，并找到了不稳定性激发的流型。在三维空间中建立了非轴对称扰动的本征值方程，并进行了数值求解。包含了径向位移和熵扰动。这些方程包含了严格水平位移的二维近似作为特例。与二维近似相比，三维理论中引发不稳定性所需的临界纬度较差自转幅度显著降低。不稳定性需要亚绝热分层。它在具有近绝热分层的对流区主体中不存在，但可能在其底部的穿透对流区域中开启。根据旋转律参数计算了模式的增长率和对称类型。预测S1模式及其跨赤道环形涡旋是主导的不稳定模式。这些涡旋显示出与基本自转方向相反的纵向漂移率，该漂移率接近在太阳表面观测到的弱r模信号特征。