星际射电区的 Tayler-Spruit 涡旋新分支

最近的星振动观测对旋转星演化模型构成重大挑战，这些模型仅包含水动力过程时会预测过快的内部旋转速率。这暗示这些模型中存在一或多个未被识别的角动量输运过程。由大尺度强磁场在射电区中的输运是解释观测结果的有前景的候选机制。虽然这些磁场可能源于化石，但以 Tayler 不稳定驱动的涡旋在剪切流中形成必要磁场的机制尚存。尽管已有数值研究，但该机制仍鲜为人知。为此，我们通过一组新的三维直接数值模拟研究 Tayler-Spruit 涡旋。我们将射电区建模为一个 Boussinesq 稳定分层流，其中的微分旋转由体积力维持。我们首次报告存在两个双稳态涡旋分支，主要区别在于磁场位置（靠近赤道或极轴）。虽然赤道分支由磁流体力不稳定性驱动，但我们主要研究新识别的极分支，该分支由 Tayler 不稳定性驱动。我们表明，该分支可在极强分层条件下继续运行并高效输运角动量。我们提取了不同磁场分量、输运过程以及触发 Tayler 不稳定性驱动涡旋的最小剪切的新的标度关系。最后，我们大致约束了生成的磁场对主序星和演化星中传递的星振动模式的影响。因此，我们的结果促进了包括我们对该理论的新表述以及寻找大尺度轴向磁场影响星振动信号的研究。