大质量恒星的三维模拟：I. 波的生成与传播
太阳与恒星天体物理
2019-05-01 v1
摘要
我们展示了中等质量（3 M_⊙）恒星从 1% 到 90% 恒星半径的核心对流区（CZ）和扩展辐射区的首个三维（3D）流体动力学模拟。这使我们能够自洽地追踪内部重力波（IGWs）在对流边界处的生成及其向表面的传播。我们发现核心中的对流由羽流主导。CZ 中的频谱和 IGW 生成的频谱如先前二维（2D）模拟中所见为双幂律。该频谱明显比仅通过对流涡旋引起的雷诺应力激发的理论预测更平坦。它与通过羽流穿透激发相兼容。经验确定的羽流频率分布通常匹配解释观测频谱大部分所必需的那个分布。我们观测到在辐射区中传播的波以及被激发的驻波模式，可识别为重力模式和基模。它们显示出与恒星振荡代码 GYRE 预测相似的频率和节点模式。频谱的连续部分满足 IGW 色散关系。提取了靠近表面的切向速度和温度涨落频谱，它们与恒星中可观测的亮度变化直接相关。与 2D 模拟不同，我们未看到与波破碎相关的高频，可能是因为这类 3D 模拟阻尼更强。
引用
@article{arxiv.1903.09392,
title = {Three-Dimensional Simulations of Massive Stars: I. Wave Generation and Propagation},
author = {P. V. F. Edelmann and R. P. Ratnasingam and M. G. Pedersen and D. M. Bowman and V. Prat and T. M. Rogers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09392},
year = {2019}
}
备注
27 pages, 31 figures; accepted for publication in ApJ; an animation of Figure 8 can be found at https://www.mas.ncl.ac.uk/~npe27/videos/H6R10.html