旋转恒星辐射区中环向磁场的稳定性

本文探讨了在旋转恒星辐射区中，强磁场如何能够在不遭受箍缩型不稳定性的情况下被储存，以及如果磁场不稳定会产生多少径向混合。我们推导了磁場和速度场弱扰动的线性方程，这些扰动在水平方向上是全球性的，但在径向上是短尺度的。求解这些方程以评估在刚性基本旋转影响下，具有一个或两个纬向带的环向磁场模式的稳定性。还考虑了纬向较差旋转的流体动力学稳定性。磁不稳定性本质上是三维的。在具有严格水平扰动、解耦球壳的二维公式中，它不存在。在这种情况下，只找到稳定的（磁修正的）r 模。不稳定性在三维中恢复。对于太阳，增长最快的模式具有小于 1 Mm 的径向尺度。有限的热导率产生强烈的失稳效应。太阳辐射区上部不稳定性发生的临界场强约为 600 G。环向磁场只能略微超过此临界值，否则由不稳定性产生的径向混合将过强，与观测到的锂丰度不相容。此外，二维中存在的较差旋转流体动力学不稳定性阈值在三维中降低。当包含径向位移时，临界剪切值从 28% 降至 21%。