流中的扭曲：重新审视旋转星体模型中的对流混合. I. 对星体结构的影响
太阳与恒星天体物理
2026-04-02 v1
摘要
对流和旋转都是星体演化模型中的关键过程。虽然标准混合长度理论 (MLT) 为对流建模提供了广泛使用的方法，但它忽略了旋转对对流输运的影响。我们研究了旋转混合长度理论 (R-MLT)，即考虑旋转对对流的影响的理论，对比标准非旋转 MLT 的影响。我们使用 MESA 星体结构和演化软件，对一颗质量为 5 倍太阳质量的恒星进行主序星演化建模，分别考虑三种情况：非旋转、使用标准 MLT 对旋转进行建模，以及使用 R-MLT 进行对流建模，旋转初始速度设置为 20% 临界 (Keplerian) 值。我们发现，R-MLT 减少了星体核心中的对流速度和混合长度，从而导致对流扩散系数减小，约 20% 的对流超采样区域范围缩小。虽然整体上对流核心的大小几乎不变，但 R-MLT 会改变核心-包层边界处的化学梯度，移动 Brunt-Väisälä 频率的峰值，并修改该区域的角动量输运。通过 R-MLT 考虑旋转-对流耦合效应引入的结构和输运差异是可测量的，这凸显了在星体模型中纳入旋转-对流耦合的重要性。
引用
@article{arxiv.2604.00516,
title = {Twists in the flow: revisiting convective mixing in rotating stellar models. I. Effect on the stellar structure},
author = {Poojan Agrawal and Aaron Dotter and Conny Aerts and Leïla Bessila and Stéphane Mathis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.00516},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in the section "7. Stellar structure and evolution" of Astronomy & Astrophysics