主序星近表面对流的三维模拟 - I. 整体结构

冷主序星的近表面层由对流流塑造，这些对流流超射进入大气层。这些流以及相关的密度和温度的时空变化影响谱线轮廓，从而对有效温度、重力加速度和丰度等恒星特性的估计产生影响。我们旨在识别不同恒星大气层热力学结构的独特特性并理解其成因。我们使用 MURaM 代码对六颗光谱型为 F3V 至 M2V 的模拟恒星的近表面层进行了全面的三维辐射流体动力学模拟。我们对这些恒星的平均分层、流结构和能量通量进行了系统的参数研究。结果：我们发现沿下主序在米粒大小、流速和强度对比度方面存在单调趋势。M 型星模型中的对流与较热恒星的对流有显著不同，主要是由于从对流能量传输到辐射能量传输的过渡更为渐进。虽然驱动冷恒星表面对流的基本机制相同，但对流特性沿主序变化。除了均方根速度、强度对比度、米粒大小等的单调趋势外，由于不透明度的 (高度非线性) 温度依赖性，在光谱型 K5V 附近存在从“裸露”到“隐藏”米粒组织的转变。在从光谱推导恒星参数时，必须考虑这些变化。