Formation of starspots in self-consistent global dynamo models: Polar spots on cool stars
对冷恒星的观测揭示了它们表面的暗斑状特征。与太阳黑子相比，恒星黑子可以更大或覆盖恒星表面的更大部分。虽然太阳黑子只出现在低纬度地区，但在极地地区也可以发现星斑，特别是在快速旋转的恒星上。太阳黑子被认为是由于太阳内部深处升起的磁通量管爆发而产生的。强磁场局部地减少了到太阳表面的对流热传输。这种通量管模型也被用来解释星点的性质。然而，这些模型使用了几个简化，到目前为止，太阳黑子或恒星黑子的产生还没有被证明在恒星磁对流的自洽模拟。在这里，我们表明，直接数值模拟的分布式发电机在密度分层旋转球壳可以自发地产生冷点。模型内部的对流产生大尺度的磁场，与近地表颗粒对流相互作用，导致强烈的磁通量集中和星点的形成。在模式中，形成相当大的高纬度斑点的先决条件是足够强的密度分层和快速旋转。我们的模型提出了一种替代机制的星点形成分布式发电机行动。
2014-11-20 astro-ph.SR
The effects of rotation on wave-induced transport in stars: from weakly to strongly stratified radiative zones
内波在恒星辐射带中的传播可以导致有效的角动量输运，这应该发生在恒星的整个生命周期中。因此，它们在形成这些区域的内部旋转轮廓方面发挥着关键作用，可以通过星震学进行探测。我们提出了一个新的分析研究他们的传播和耗散赤道面附近。我们包括旋转和差异旋转的影响，而不作任何假设，其相对强度相对于背景稳定层结。这个分析框架允许在原则上扫描波引起的角动量传输的效率。计算从主序前开始，在主序期间，与旋转和分层相关的回复力可以具有相同的顺序，到演化的后期阶段，分层倾向于主导旋转。最后讨论了类太阳恒星情况下的第一个应用。
2018-11-07 astro-ph.SR
Hinode EIS Observations of Plasma Composition Evolution and Radiative Cooling of Solar Flare Loops
INAF Osservatorio Astronomico di Roma（罗马天文台）；NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心）；Universities Space Research Association（大学空间研究协会）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室）；Northumbria University（诺森比亚大学）；Computational Physics Inc.（计算物理公司）；Dublin City University（都柏林城市大学）；Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院）；Konkoly Observatory（孔科利天文台）
Hinode EIS观测揭示太阳耀斑环中等离子体组成变化影响其辐射冷却速率，通过分析不同区域的冷却时间和FIP偏倚差异，揭示了等离子体组成演变对耀斑环动态的潜在影响。
2026-03-11 astro-ph.SR
Turbulent transport by diffusive stratified shear flows: from local to global models. III. A closure model
能够解释恒星辐射带中缺失的混合是更好地理解恒星演化的关键一步。Zahn（1974）认为，热扩散剪切诱导湍流可能是造成这种混合的原因。在本系列论文的第一部分和第二部分中，我们证明了当湍流的性质是局部的时，Zahn（1974，1992）的混合模型是适用的。但是，我们也发现了局限性的模型时，这种局部性条件失败，特别是附近的湍流区域的边缘。在本文中，我们提出了一个二阶闭合模型的动量和化学物质的传输剪切诱导湍流在强分层，热扩散环境（所谓的低Péclet数限制），这是建立在Garaud \& Ogilvie（2005）的工作。直接数值模拟（DNSs）的比较表明，该模型是能够预测的平均流量和应力张量（包括动量输运）在扩散剪切流的垂直剖面，往往具有相当好的精度，至少在一个因素的顺序统一在最坏的情况下。该模型非常简单，可以在恒星演化程序中实现，并且所有的模型常数都已针对DNSs进行了校准。虽然它的使用仍然存在重大的限制（例如，它只能用于低佩克莱数，缓慢旋转的限制），我们认为，它是更可靠的比大多数天体物理学的处方，用于恒星演化模型今天。
2018-03-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Enhanced Phase Mixing of Torsional Alfvén Waves in Stratified and Divergent Solar Coronal Structures, Paper I: Linear Solutions
我们推导出一个修正的解析解的扭转阿尔文波的传播和增强相位混合，在一个潜在的磁场与指数发散的磁力线，嵌入在一个分层的太阳日冕。此外，我们开发了一个名为TAWAS的程序，该程序使用IDL软件语言计算描述扭转Alfvén波的解析解。然后，我们使用TAWAS来证明，我们对解析解的修正和包含波反射对阿尔文波阻尼有显着的影响。我们继续利用TAWAS进行参数研究，以确定条件下，增强相混合是最强的。我们发现，相位混合是最强的高频阿尔芬波在磁场与高度发散的磁力线和没有密度分层。然后，我们提出了一个有限差分求解器，Wigglewave，它直接解决了系统的线性化演化方程。比较TAWAS和Wigglewave的解决方案，我们看到，我们的分析解决方案是准确的WKB近似的限制内，但低估了波阻尼，所造成的增强相位混合，超出WKB限制。TAWAS和Wigglewave都求解线性化的控制方程，而不是完整的非线性MHD方程。论文II将考虑模拟，解决了完整的MHD方程，包括重要的非线性效应。
2022-01-07 astro-ph.SR
Anisotropic turbulent transport in stably stratified rotating stellar radiation zones
自转是影响恒星演化的重要物理机制之一。日震学和星震学揭示了在整个赫兹-罗素图上恒星辐射带的角动量的强提取。在不同旋转的稳定分层恒星辐射区的湍流输运应仔细模拟和评估其强度。层结和旋转意味着这种湍流输送是各向异性的。只有唯象的处方已提出的运输在水平方向上，但构成了基石，目前的理论形式主义恒星流体动力学的演化代码。我们推导出一个新的理论处方的各向异性的湍流运输辐射区使用的湍流，同时考虑稳定的分层，旋转和径向剪切的光谱形式主义。在此基础上，导出了由径向差动旋转不稳定性维持的三维湍流运动所引起的水平湍流输运。我们实现了这个框架中的恒星演化代码STAREVOL和量化的旋转和结构演化的低质量恒星从前主序星红巨星分支的影响。湍流输运的各向异性标度为$N^4τ^2/\left(2Ω^2\right)$、$N$和$Ω$，分别为浮力和旋转频率，$τ$为表征湍流源的时间。这导致了类似的强度的水平湍流输送的平均值，那些获得与先前提出的处方，即使它可以是局部较大的对流包络线以下。因此，仍然需要一种补充的输运机制，如内部重力波或磁场，来解释观测到的沿恒星演化的角动量强输运。
2018-08-06 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
A large stellar evolution database for population synthesis studies: VI. White dwarf cooling sequences
我们提出了一套新的冷却模型和等时线的H-和He-大气白矮星，结合精确的边界条件，从详细的模型大气计算，和碳-氧化学丰度配置文件的基础上更新的恒星演化计算从BaSTI恒星演化档案-虚拟天文台的理论数据中心。我们讨论和量化的模型预测的冷却时间的不确定性，所产生的中央H-和He-燃烧阶段，所经历的祖先，祖金属丰度和$^{12}C(α,γ)^{16}O$反应速率的热脉冲数的混合处理。最大的不确定性来源原来是与对流的治疗过程中的最后阶段的祖先中央氦燃烧阶段，和$^{12}C(α,γ)^{16}O$反应速率。我们比较我们的新模型与以前的计算进行相同的恒星演化代码，并讨论其应用的估计年龄的太阳附近，和解释所观察到的数量比之间的H-和He-大气白矮星。新的白矮星序列和一套广泛的白矮星等时线，涵盖了大范围的年龄和祖金属丰度是公开提供的官方BaSTI网站。
2010-05-11 astro-ph.SR
The dynamics of stratified horizontal shear flows at low Péclet number
我们考虑一个垂直分层，水平强迫Kolmogorov流的动力学。天体物理系统的普朗特数往往是渐近小的启发，我们的重点是很少研究的限制高雷诺数，但低Péclet数（定义为雷诺数和普朗特数的产品）。通过线性稳定性分析，我们证明了二维模式对无穷小扰动的稳定性与分层无关，而三维模式在强分层和强热扩散的极限下总是不稳定的。随后的非线性演化和过渡到湍流的数值研究使用直接数值模拟。对于足够大的雷诺数，四个不同的动力学制度自然出现，这取决于背景分层的强度。通过考虑占主导地位的平衡的控制方程，我们推导出每个政权的比例律解释的数值数据。
2020-10-26 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Super-Resolution of Solar Magnetograms via Adaptive Stratified Ensemble Learning with Uncertainty Estimation
Sam Houston State University（萨姆休斯顿州立大学）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）
针对太阳磁图超分辨率任务，提出基于图像复杂度分层的自适应专家集成方法，利用不确定性估计和轻量级路由器分配样本，实验证明其性能优于现有方法。
2026-09-24 astro-ph.SR cs.CV
Entropy Rain: Dilution and Compression of Thermals in Stratified Domains
被称为巨胞的大规模对流曾经被认为是在太阳对流区传输太阳的光度，但最近的观测对它们的存在提出了质疑。一些作者认为，太阳的光度可能是由快速下落的小滴低熵流体传输的，而不是大规模的流动。这种“熵雨”可以以密集的涡旋环的形式传播，类似于地球大气中上升的浮力热气流。在这项工作中，我们开发了一个分析理论描述的密集，负浮力热气流的演变。我们验证的理论与2D圆柱和3D carnival模拟层流，轴对称热气流在高度分层的大气。我们的研究结果表明，密集的热气流分为两类：一个失速制度的液滴减速和扩大，和下降制度的液滴加速和收缩，因为它们向下传播。我们估计，太阳能下降流是在下降的制度，并保持其熵扰动对扩散，直到他们到达对流区的底部。这表明熵雨可能是传输太阳光度的一种有效的非定域机制。
2019-10-16 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Non-linear evolution of the horizontal shear instability in stratified rotating fluids under the complete Coriolis acceleration
本文通过直接数值模拟研究完整科里奥利加速度下分层旋转流体的水平剪切不稳定性，依据 N 与非传统科里奥利参数识别三类非线性演化，并解释次级剪切失稳与湍流化机制。
2025-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Evolution of low mass population III stars from the pre-main sequence to the white dwarf cooling track
该研究通过计算不同质量原初金属丰度第三代恒星的演化过程，发现其与高金属丰度恒星及其他原初模型存在演化差异，给出初始-终态质量关系并确定第三代前身星白矮星的最小质量，为观测第一代恒星提供标记。
2023-08-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Neutrino cooling rates due to $^{54,55,56}$Fe for presupernova evolution of massive stars
精确估算中微子能量损失率对于研究恒星演化的后期阶段，特别是中子星和白矮星的冷却是非常必要的。质子-中子准粒子无规相近似（pn-QRPA）理论最近被成功地用于恒星铁同位素弱相互作用率的微观计算。在这里，我提出了详细的计算中微子和反中微子冷却率由于关键铁同位素在恒星物质中使用pn-QRPA理论。速率是在适合于堆芯坍塌模拟器的温度-密度尺度的细网格上计算的。将计算出的比率与先前的计算进行比较。由于铁的同位素的中微子冷却率是在整体上很好的协议使用大尺度壳模型计算的速率。在大质量恒星的前超新星演化过程中，从氧壳层燃烧到对流核硅燃烧阶段结束前后，由$^{54}$ Fe引起的中微子冷却速率比相应的壳层模型速率大3 ~ 4倍。在以前的计算中使用的布林克假设有时会导致错误的结果。Brink假设假定所有激发态的Gamow-Teller强度分布是相同的。然而，计算结果表明，激发态的质心和总强度与基态分布有明显的不同。热布居激发态强度分布的这些变化可以相当显著地改变总的弱相互作用速率。由于正电子俘获和铁同位素的$β$衰变，计算出的反中微子冷却速率比相应的中微子冷却速率小几个数量级，特别是在低温和高恒星密度下，可以安全地忽略不计。
2012-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Joint downscale fluxes of energy and potential enstrophy in rotating stratified Boussinesq flows
我们采用粗粒度的方法来分析非线性级联Boussinesq流使用高分辨率的模拟数据。我们得到的预算，解决能源和潜在的拟能同时在空间和规模的演变。然后，我们使用数值模拟的Boussinesq流，强迫在大尺度上，和固定的旋转和稳定的层结沿垂直轴，研究在三个不同的制度的层结和旋转的尺度间通量的能量和位涡拟能：（i）强旋转和中等层结，（ii）中等旋转和强层结，和（iii）同样强的层结和旋转。在所有这三种情况下，我们观察到恒定的通量的全球不变，平均能量和平均潜在拟能，从大到小的尺度。恒定的位涡拟能通量范围的存在提供了支持级联位涡拟能概念的第一个直接经验证据。这两个不变量的持续向前级联反映了这些流动与二维湍流的显著偏离。
2011-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
Multiplicity of Cool Stars and their Evolution
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Keele University（基尔大学）
本文总结第23届剑桥冷恒星研讨会分会场关于冷恒星多星性的报告讨论，梳理该领域现状，展望未来，依托近年任务的多星系统研究成果推进冷恒星相关多维度探索。
2026-09-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
