红巨星支恒星中由自转增强的波动驱动混合

像我们太阳这样的恒星在耗尽其核心氢燃料时会膨胀，成为红巨星，最终达到其原始半径的 100 倍大小。这些巨星长期以来一直存在一个谜题：它们表现出表面化学成分的系统性变化，这只能通过物质从其核燃烧内部传输到表面来解释。挑战在于，这种传输必须以某种方式穿过一个稳定层，该稳定层充当恒星外对流包层与其核燃烧内部之间的屏障。包层中的对流运动会产生穿过该屏障层传播的内部波，但就其本身而言，这些波产生的物质传输非常少。在这里，我们通过高分辨率三维流体动力学模拟表明，恒星自转显著放大了这些波跨越该屏障混合物质的有效性。我们发现，混合速率可以超过非自转恒星中的混合速率 100 倍以上，并随着更快的自转速率而增加。这种增强的混合为在典型红巨星中观测到的化学特征提供了自然的解释。自转对波动驱动混合的放大可能对红巨星之外的其他类型恒星也有影响。