超流体自转：中子星核心后故障动力学的 3D 模拟

中子星故障发生后，核心的动力学涉及从假设故障发生于年 crust 的角动量转移至液态核心，导致核心自转。年 crust-core 耦合机制决定了该自转进展的速度，这些机制包括 Ekman 泵动、超流涡旋介导的相互摩擦以及磁场。尽管这些机制的复杂性使其难以研究其综合效应，但对单个过程的解析估计表明自转时间尺度根据科里奥兹力、粘性力和相互摩擦力以及磁场的相对强度而变化。然而，对这些解析预测的实验和数值验证有限。本文我们关注粘性效应和相互摩擦。我们对年 crust-core 耦合问题进行非线性水动力学模拟，通过求解包含 $r=0$ 的完整球形的不可压缩 Hall-Vinen-Bekarevich-Khalatnikov (HVBK) 方程组进行首次求解。我们发现粘性（normal）分量因 Ekman 泵动而加速，尽管与 superfluid 分量的相互摩擦耦合改变了单一流体情景下的自转动力学。靠近球面表面的 superfluid 响应可准确地由相互摩擦时间尺度描述，尽管其与 normal 分量的耦合强度不同。然而，随着向球内深处移动，superfluid 在不同的时间尺度上加速，由于 internal normal 流层的慢粘性自转。我们讨论了对中子星的潜在含义以及构建更真实模型的要求。