Variability in stellar granulation and convective blueshift with spectral type and magnetic activity. II. From young to old main-sequence K-G-F stars
太阳中小尺度对流的抑制主导了长期径向速度(RV)的变化:因此,它对使用RV技术的轻型系外行星探测能力有着关键影响。在这里,我们扩展我们以前的分析恒星对流蓝移及其对磁活动的依赖,以扩大Teff范围的恒星样本,研究其他恒星属性的影响,并最终提高所观察到的RV抖动和预期的RV变化之间的比较。我们估计不同深度的Fe和Ti线的差分速度位移,并推导出一个绝对对流蓝移使用太阳作为参考的360 F7-K4恒星的样本具有不同的属性(年龄,Teff,金属丰度)。我们确认对流蓝移与Teff和它的依赖性(如在纸I中的线列表中所示)活动水平的强烈变化。虽然我们没有观察到年龄或周期活动的显着影响,但具有较高金属丰度的恒星往往具有较低的对流蓝移,其影响比数值模拟预期的要大。最后,我们估计,在我们的样本中的71%的恒星的RV和LogR'HK的变化是兼容的对流活动的影响,在太阳的情况下观察到的,而对于其他恒星,其他来源(如双星或同伴)必须调用来解释大RV的变化。我们还确认了LogR'HK和金属丰度之间的关系,这可能会影响金属丰度和系外行星之间可能存在的关系的讨论,因为RV调查偏向于低LogR'HK,并可能偏向于高金属丰度恒星。我们的结论是,活动和金属丰度强烈影响的小尺度对流水平在F7-K4范围内的恒星,低质量的恒星和低金属丰度的恒星具有较低的振幅和较大的振幅。
2017-11-07 astro-ph.SR
Magnetic Inflation and Stellar Mass II: On the Radii of Single, Rapidly Rotating, Fully Convective M Dwarf Stars
主序星,食双星中的完全对流M矮星被观察到比恒星演化模型预测的大$10-15\%$。对这种差异的一种解释涉及到强磁场的影响,这是通过发电机过程由快速旋转引起的。尽管如此,少数单个的、缓慢旋转的M矮星的半径测量结果似乎也比模型预测的要大,这表明旋转或双星可能不是造成这种差异的唯一原因。我们测试是否单个,快速旋转,完全对流的恒星也比预期的大,通过测量它们的$R \sin i$分布。我们结合光度旋转周期的文献旋转加宽($v \sin i$)的测量报告在这项工作中的样本88快速旋转M矮星。使用贝叶斯框架,我们发现,恒星演化模型低估半径的$10-15\% \substack{+3 \\ -2.5}$,但在更高的质量($0.18<M<0.4 M_{Sun}$)的差异只有约$6\%$和可比的干涉和食双星的结果。在最低质量($0.08<M<0.18 M_{Sun}$),我们发现观测和理论之间的差异是$13-18\%$,我们认为,差异是不太可能是由于年龄的影响。此外,我们发现我们的样本和少数具有干涉半径的M矮星之间没有统计上显著的半径差异。我们的结论是,无论是旋转或双星是负责膨胀半径的完全对流的M矮星,和所有的完全对流的M矮星大于模型预测。
2018-04-11 astro-ph.SR
A discontinuity in the luminosity-mass relation and fluctuations in the evolutionary tracks of low-mass and low-metallicity stars at the Gaia M-dwarf gap
盖亚M-矮星间隙是最近在色星等图中发现的一个特征,显示在主序低端缺乏低质量和低金属丰度的恒星。我们的目标是在低金属丰度进行理论恒星建模,使用一个精细的质量步骤和精细的时间步长,特别是寻找从部分到完全对流的过渡模型,因为对流接吻不稳定,发生在这个过渡被认为是差距的原因。用MESA方法模拟了金属丰度为Z = 0.01、Z = 0.001和Z = 0.0001的恒星演化模型,质量步长为0.00025 M $_{\odot}$,时间步长为50,000年。小的时间步长产生的模型在Hertzsprung-Russell(HR)图中的进化轨迹中经历循环。有效温度和光度的波动对应于对流包层底部与对流核心顶部合并的重复事件,将$^3$ He从核心输送到表面。除了从部分对流到完全对流的切换事件外,还发现了几个产生低振幅波动的近合并事件,低金属丰度模型经历对流接吻不稳定性的时间更长,波动振幅比金属丰度更高的模型更高。模型中使用的小质量步长揭示了所有三种金属丰度下光度-质量关系的不连续性。
2021-04-28 astro-ph.SR
The Stability of Massive Main Sequence Stars as a Function of Metallicity
我们研究了一系列金属丰度的大质量(M >~ 120 Msun)主序星的脉动稳定性,包括原始的第III星族星。我们包括一个配方的对流阻尼激励对流和周期性剪切流之间的相互作用的数值模拟。我们发现,对流粘性很可能是强大到足以稳定径向脉动时,核燃烧(ε机制)是主要的驱动源。这表明Z <~ 2 x 10^-3的大质量主序星是脉动稳定的,不太可能在主序星上经历脉动驱动的质量损失。然而,这些结论是敏感的对流粘性的形式,并强调需要进一步的高分辨率模拟的对流振荡相互作用。对于金属含量较多的恒星(Z >~ 2 x 10^-3),主要的脉动驱动是由于不透明度中铁凸点产生的卡帕机制而产生的,并且足够强以克服对流阻尼。我们的研究结果强调,即使是振荡周期短于外对流周转时间的几个数量级,对流-振荡相互作用的“冻结”近似是不合适的,对流阻尼应考虑评估模式稳定性时。
2012-04-20 astro-ph.SR
Convective scale and subadiabatic layers in simulations of rotating compressible convection
通过三维流体动力学模拟研究旋转对恒星对流的影响,发现旋转减小对流涡旋尺度、过冲深度和Deardorff层范围,但太阳深层对流仅受轻微影响,需其他机制解释其缺乏大尺度流动。
2023-10-19 astro-ph.SR
Differential Rotation in Solar Convective Dynamo Simulations
利用磁流体动力学(MHD)方法模拟了太阳辐射扩散热驱动下的旋转太阳对流包层中的对流发电机。该模拟类似于Fan & Fang(2014)中报道的模拟,但具有进一步降低的粘度和磁扩散。由此产生的对流发电机产生了一个大尺度的平均场,表现出类似的不规则的周期性行为和极性反转,并自洽地保持了类似太阳的差异旋转。类太阳差异旋转(赤道旋转更快)的主要驱动力是雷诺应力导致角动量从旋转轴向外净传输,我们发现这种传输随着粘度降低和磁扩散而增强。
2015-12-25 astro-ph.SR
On the nature of the core of $α$ Centauri A: the impact of the metallicity mixture
正向星震建模在全面了解恒星内部深处发生的物理现象方面发挥着重要作用。在模型发展对流核心的范围内,而在主序的动力学质量,类太阳振荡器$α$半人马座A提出了自己作为一个有趣的案例研究。我们解决的影响,不同的金属丰度的混合物上的能量传输过程中的工作在$α$半人马座A的核心确定。我们发现,$\gtrsim$ 70 $\%$的模型再现修订后的动力学质量的$α$半人马座A有对流核心,无论采用的金属丰度混合物。这与Nsamba等人的发现一致,而改变核反应速率。鉴于这些结果,我们建议,$α$半人马座A的恒星模型参数的校准时,模拟太阳类恒星的对流核心。
2019-04-02 astro-ph.SR
Strong dipole magnetic fields in fast rotating fully convective stars
M矮星是银河系中数量最多的恒星,质量在0.5到0.1太阳质量之间。它们中的许多表现出与我们的太阳质量相似的表面活动,并产生耀斑,高X射线通量和大规模磁场。这种活动是由内部对流运动提供动力的发电机驱动的。了解这些恒星中恒星磁场的性质在天体物理学中有广泛的应用,包括,例如,恒星发电机理论和行星周围的环境条件,可能是围绕这些恒星。大多数具有对流包层的恒星遵循旋转-活动关系,其中各种活动指标在旋转周期短于几天的恒星中饱和。在自转速度较慢的恒星中,这种活动随着自转速度的增加而逐渐减弱。一般认为,由于X射线和磁通量之间的紧密经验相关性,恒星磁场也会饱和,达到约4 kG的值。在这里,我们报告的检测磁场以上的假定饱和极限在四个完全对流的M-矮星。通过结合光谱和偏振研究的结果,我们解释了我们的发现在双极发电机模型:具有最强的磁场的恒星是那些在偶极发电机状态,而在多极状态的恒星不能产生强于约4千高斯的领域。我们的研究提供了观测证据,证明完全对流的M矮星中的发电机产生的磁场不仅在其大尺度分量的几何形状上不同,而且在总磁能上也不同。
2018-01-25 astro-ph.SR
Three-Dimensional MHD Simulations of Emerging Active Region Flux in a Turbulent Rotating Solar Convective Envelope: the Numerical Model and Initial Results
本文描述了一个三维有限差分球面滞弹性MHD(FSAM)程序,用于模拟太阳对流层中的亚音速动力学过程。该代码与广泛使用的全球频谱animals MHD代码,ASH(滞弹性球谐函数)的比较表明,FSAM产生对流的统计特性和平均流量类似的ASH结果。使用FSAM,我们首先模拟旋转的太阳对流在一个部分球壳域,并获得一个统计稳定的,巨细胞对流与太阳一样的差异旋转。然后,我们插入浮力环形通量管附近的对流信封的底部,并模拟在巨细胞对流的存在下的通量管的上升。我们发现,浮力通量管的初始场强为100公斤,磁浮力在很大程度上决定了上升的管,虽然强大的向下流动产生显着的起伏和扭曲的形状出现$Ω$形的环路。对流显著地减少了通量管的顶点到达顶部所需的上升时间。对于我们模拟的弱扭曲和无扭曲的情况下,顶点部分被发现几乎径向上升到顶部在大约一个月,并产生一个新兴的区域(在光球以下约30微米的深度)与活动区倾斜一致的整体倾斜角,虽然出现的模式是更复杂的情况下,没有对流。在顶部边界附近的深度约为30毫米,新兴的通量显示出逆行的纬向流约345米/秒,相对于平均流量在该纬度。
2013-05-28 astro-ph.SR
Non-linear excitation of low frequency modes by overstable convective modes in rotating stars
讨论了早型主序星中$g$模、$r$模和超稳对流(OsC)模的非线性激发和振幅饱和,并考虑了三模耦合对振幅演化的影响. OsC模式是对流核中的旋转稳定的对流模式,并且当核的旋转速率大于临界速率时,OsC模式共振激发低频$g$模式以在包络中获得大振幅。我们使用,对于一个网络的三模耦合,振幅方程的模式振幅的时间演化,其中每个三模耦合假设发生在两个稳定的模式和一个不稳定的模式。假设耦合中的不稳定模式是核心中的OsC模式,稳定模式是包络中的$g$ -和$r$ -模式,我们对振幅方程进行积分,以了解$g$ -和$r$ -模式如何被OsC模式非线性地激发,以及振幅演变是否趋向于有限振幅的状态。我们发现,非线性三模耦合激发低频$g$ -和$r$ -模式,但他们不一定是有效的,以实现幅度饱和,因为三模之间的耦合OsC模式与大的增长率和$g$ -和$r$ -模式与小阻尼率往往不稳定的幅度演变。
2022-04-21 astro-ph.SR
Convective Properties of Rotating Two-Dimensional Core-Collapse Supernova Progenitors
我们探讨对流的碳,氧,硅壳燃烧在演化的后期阶段,在20 Msun星旋转的影响。利用恒星天体物理学实验模块(MESA),我们构造了没有旋转和初始刚性旋转50%临界的一维恒星模型。在不同的时间点,在演变过程中,我们映射到2D的一维模型,并遵循多个对流周转时间的FLASH可压缩流体动力学代码的多维演变,直到达到准稳态。我们通过将动量密度分解为矢量球谐函数来表征对流运动的强度和尺度。我们发现,旋转影响螺线管模式的总功率,碳和氧壳燃烧比硅壳燃烧的影响稍大。包括旋转的一维(1D)恒星演化模型改变了恒星的结构的方式,有一个显着的影响,多维对流的字符。然而,在演化阶段忽略自转的恒星模型中加入适量的自转,对所产生的对流性质几乎没有影响。由于在核心坍缩点存在的对流的空间尺度和强度直接影响超新星机制,我们的研究结果表明,旋转可能在设置大规模恒星爆炸的阶段中发挥重要作用。
2016-01-25 astro-ph.SR
Convective overshooting and production of s-nuclei in massive stars during their core He-burning phase
利用“后处理”技术,我们研究了不同初始质量和金属丰度的恒星模型中对流过冲对s核产生的作用($15 \leq M_{ZAMS}/M_{\odot} \leq 25$ ; $10^{-4} \leq Z \leq 0.02$),考虑参数$f$的值的范围,这决定了对流过冲的整体效率。我们发现,s-核的生产增强,直到一个因素$\sim 6$(用$60\lesssim A\lesssim90$测量的6 s-唯一核素的平均过量生产因子)在我们的所有模型中,在$f$范围内,与“无超调”模型获得的产量相比,(即具有相同初始质量和金属丰度但具有$f=10^{-5}$的模型)。此外,结果表明,超冲参数$f$和s-过程效率之间的联系是本质上单调的,在我们所有的模型,不同的初始质量和金属丰度。同样明显的是,对于给定的f值,当我们将模型的质量从15 M $_\odot$逐渐增加到25 M $_\odot$并且将Z值从10 $^{-4}$逐渐增加到0.02时,s-过程效率更高。我们还简要地讨论了这些结果的可能后果与s-过程弱组件的效率,以及一个“经验法则”,以评估对流过冲的一代恒星的产量的影响的一些悬而未决的问题。
2010-10-26 astro-ph.SR
Variation of Stellar Envelope Convection and Overshoot with Metallicity
我们研究金属丰度如何影响对流和过冲的超绝热层的主序星。我们目前的结果,从一个网格的三维辐射流体动力学模拟与四个金属丰度($Z=0.040$,0.020,0.010,0.001),并跨越一个范围内的有效温度($4950 < \rm T_{\rm eff} < 6230$)。我们发现,改变金属丰度改变对流气体动力学的性质,超绝热层和大气的结构。我们的模拟网格显示,超绝热性的量(它跟踪从高效对流到低效对流的转变),\rev{is sensitive to changes in metallicity. We find that increasing the metallicity forces the location of the transition region to lower densities and pressures, and results in larger mean and turbulent velocities throughout the superadiabatic region.}我们还量化了大气中对流过冲的程度,并表明它也随着金属丰度的增加而增加。
2013-02-22 astro-ph.SR
The Radius and Entropy of a Magnetized, Rotating Fully-convective Star: Analysis With Depth-dependent Mixing Length Theories
一些低质量恒星的半径似乎比标准的一维结构模型预测的要大;先前的研究表明,由于旋转和/或磁性,效率低下的对流热传输可能最终是原因。我们研究这个问题,使用1D恒星模型构建恒星天体物理学实验模块(MESA)。首先,我们考虑标准模型,不明确包括旋转/磁效应,对流抑制模型通过减少深度无关的混合长度理论(MLT)参数$α_{\text{MLT}}$(以下考克斯等1981; Chabrier等2007)。我们提供的公式连接的变化$α_{\text{MLT}}$的内部特定的熵的变化,从而恒星半径。接下来,我们修改了MESA中的MLT公式,以明确模拟旋转和磁性的影响,分别使用Stevenson(1979)和MacDonald & Mullan(2014)提出的公式。我们发现这些模型中的快速旋转对恒星结构的影响可以忽略不计,这主要是因为恒星的曲率以及其半径主要受表面附近的层的影响;对流是快速的,并且在很大程度上不受旋转的影响。如果磁场以MacDonald & Mullan(2014)描述的方式影响对流传输,则可能导致更明显的半径膨胀。最后,我们表明,这些对恒星结构的非标准效应可以使用深度相关的$α_{\text{MLT}}$制造:一个非磁性,非旋转模型可以产生,这是几乎无法区分的一个明确参数化旋转和/或磁性使用上述两个配方。我们提供的公式连接的径向变量$α_{\text{MLT}}$这些假定的MLT重…
2018-03-07 astro-ph.SR
Magnetic cycles in a dynamo simulation of fully convective M-star Proxima Centauri
最近在比邻星周围发现了一颗类似地球的系外行星,这为缓慢旋转的完全对流M星提供了一个亮点。当这些恒星快速旋转时(周期为$\lesssim 20$天),它们会产生非常高的活动水平,这种活动由比太阳磁场强得多的磁场提供动力。最近的理论工作开始理解产生如此强的磁场的发电机过程。然而,对于旋转缓慢的完全对流M星,观测和理论前景仍然相对未知。在这里,我们提出了一个滞弹性发电机模拟,旨在模仿一些物理特性的比邻星,一个代表性的情况下,缓慢旋转的完全对流的M星。旋转对流自发地在对流区中产生差分旋转,其驱动相干磁循环,其中轴对称磁场随着时间的推移在所有纬度重复地改变极性。模拟中“活动”周期的典型长度约为9年,与最近提出的Proxima Centauri活动周期长度约为7年完全一致。我们的结果与早期的工作相比,我们假设发电机机制经历了一个根本性的变化,完全对流恒星旋转随着年龄的增长。
2016-12-01 astro-ph.SR
Penetration of Rotating Convection
恒星和行星对流的简化模型推导出均方根速度的大小,程度的超绝热,和特征长度尺度与Rossby数以及与热和粘性扩散。将对流模型集成到对流不稳定和稳定分层区域之间的过渡区域中的动态的线性化中,产生Rossby数、扩散率和压力尺度高度相关的对流渗透深度到稳定区域中。这可能会对旋转恒星演化过程中的混合产生重要影响。
2018-11-11 astro-ph.SR
Asteroseismology of the dip structure in period-spacings of rapidly rotating gamma Doradus stars caused by the coupling between core and envelope oscillations
$\it Kepler$空间飞行任务最近进行的星震观测揭示了快速旋转的$γ$剑鱼座恒星周期间隔与周期图中的倾角精细结构。在前人研究中通过数值计算成功地再现了磁倾角结构的基础上,本文提出了辐射包层中的重力惯性波与对流核中的纯惯性波相互作用形成磁倾角的物理机制。我们解析地描述了波的解决方案,在辐射包络和对流核心,并将它们匹配在界面上构建一个本征模。通过分析发现,地层倾角结构主要受一个与界面处的Brunt-Väisälä频率成反相关的参数控制,该参数越大,倾角的深度越浅,倾角的宽度越大,倾角的形状可以用洛仑兹函数来近似,倾角的大小可以用洛仑兹函数来表示。下沉中心位置的周期等于或略小于对流核中所涉及的纯惯性模态的周期。根据主序星的演化模型,我们还了解到该参数与对流核边界处的化学成分梯度呈负相关。因此,倾角结构将提供有关对流核心和辐射包络之间边界周围的扩散、对流过冲和旋转混合等物理过程的信息。
2022-06-26 astro-ph.SR
Magnetic braking in convective stars
磁制动导致单颗恒星在主序星上演化时自旋下降。磁制动模型也可以解释密近双星系统的演化,包括激变变星。众所周知的周期差距的轨道周期分布的激变变量系统表明,磁制动必须显着中断秒,完全对流。然而,活动研究表明,完全对流恒星是在年轻的疏散星团中观察到的最活跃的恒星。因此,关于完全对流恒星的磁活动会发生什么,存在相互矛盾的证据。冷星的光谱偏振研究发现,场的形态和场强依赖于光谱类型和旋转速率。虽然快速旋转的辐射核恒星显示出强大而复杂的磁场,但它们的偶极分量相对较弱。快速旋转的完全对流型恒星也有很强的磁场,但它们的结构要简单得多,通常接近偶极场。场几何形状的这种变化如何影响恒星风是几个正在进行的建模工作的重点。初步结果表明,快速旋转的活动矮星驱动更强的风,大约比太阳上的风大两个数量级。
2012-02-23 astro-ph.SR
Tidal inertial waves in the differentially rotating convective envelopes of low-mass stars - I. Free oscillation modes
恒星与行星的潮汐相互作用可能会激发恒星对流区的惯性波。在低质量恒星中,它们的耗散在短周期行星的长期轨道演化中起着重要作用。湍流对流可以在其包络线内维持差动旋转,赤道加速(如太阳)或减速,这可以改变波的传播特性。本文研究了球壳内均匀流体差分旋转时自由线性惯性波的一般传播特性。我们假设背景流的角速度只取决于纬度坐标,接近于低质量恒星的外部对流包络。我们使用i)在无粘情况下的分析方法来获得色散关系,由此我们计算能量传播的特征轨迹。这使我们能够研究吸引循环的存在,并推断出不同的家庭的惯性模式; ii)高分辨率的数值计算的基础上的粘性问题的谱方法。我们发现,在整个壳(D模式)传播的模式的行为与固体旋转的方式相同。然而,另一个家庭的惯性模式存在(DT模式),它只能在对流区的一个有限的部分传播。我们的研究表明,它们是不太常见的D模式,并指出,特征射线和剪切层往往集中在一个楔形或点状吸引子。更重要的是,我们发现,对于非轴对称振荡模式,剪切层可以跨越共转共振与局部积累的动能。他们的阻尼率尺度非常不同,我们得到的标准D模式,我们展示了一个例子,它是独立的粘度(埃克曼数)在天体物理制度中,它是小的。
2016-01-18 astro-ph.SR
Wave reflection and transmission at interface of convective and stably stratified regions in a rotating star or planet
本文用一个简化的模型研究了对流区与稳定层结区(如恒星的辐射层或气态行星的层结层)交界处的波反射和透射。考虑对流区的惯性波和稳定层结区的重力惯性波。我们从极地开始,然后扩展到任何纬度。讨论了六种情况(见表1),在情况2中,两种波在两个区域共存。对于情况2进一步讨论四种配置。计算了波浪反射和透射的角度和能量比。结果表明,波浪的传播和透射取决于浮力频率与旋转频率的比值。在快速旋转的恒星或行星中,波穿过界面传播,入射波的大部分能量被传输到另一个区域,而在慢速旋转的恒星或行星中,波的传输被抑制。
2020-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
The Three-Dimensional Collapse of a Rapidly Rotating 16 $M_{\odot}$ Star
我们报道了一颗快速旋转的16 $M_{\odot}$星铁核坍缩的三维(3D)流体动力学演化。这是第一次,我们遵循的3D演变的角动量(AM)分布在铁芯和对流壳燃烧区域的最后10分钟,并包括重力不稳定性和核心崩溃。在3D中,我们发现,对流区域显示出有效的AM运输,导致AM配置文件,不同的形状和幅度从$\texttt{MESA}$在几个壳对流周转时间尺度。对于不同的祖先模型,如紧密耦合的Si/O对流壳层,有效的AM运输在三维模拟可能会导致一个显着不同的AM分布在恒星内部影响估计出生的中子星或黑洞自旋。我们的研究结果表明,在对流和旋转壳燃烧区域的三维AM运输的大质量恒星的模型中的关键组成部分,可以定性地改变爆炸的结果和推断紧凑的残余物的属性。
2021-12-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
A model of rotating convection in stellar and planetary interiors: I - convective penetration
恒星和行星对流的单峰模型推导出均方根速度的大小,程度的超绝热,和特征长度尺度作为旋转速率的函数,以及与热和粘性扩散。对流模型被用来作为一个边界条件的对流不稳定和稳定的分层区域之间的过渡区域的运动方程的线性化,产生的深度对流渗透到稳定区域,并建立该深度和当地的对流Rossby数,扩散率,和这些流量的压力标度高度之间的关系。向上和向下的穿透对流有一个类似的标度与旋转速率和扩散率,但它们取决于不同的压力标度的高度,由于不同的能量过程发生在对流核心的早型恒星与对流信封的晚型恒星。
2019-02-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Observational signatures of convectively driven waves in massive stars
我们证明了对流驱动的内部重力波(IGW)在年轻的大质量O型星的发生与高精度的CoRoT空间测光观测的观测证据。这一证据来自于基于差分旋转大质量恒星IGW的二维流体动力学模拟的速度谱与观测到的速度谱的比较,我们还表明IGW引起的速度谱可能导致可检测的线轮廓变化,并解释了OB星观测到的线轮廓中宏观湍流的发生。我们的研究结果提供了预测,可以通过在K2任务的科学方案中包括一个明亮的缓慢和快速旋转的OB型恒星的样本,伴随着高精度光谱学及其与IGW的多维流体动力学模拟的对抗来进行测试。
2015-05-30 astro-ph.SR
Rotation of the convective core in $γ$ Dor stars measured by dips in period spacings of g modes coupled with inertial modes
周期间隔($ΔP$)与偶极双g模周期($P$)之间的关系对于测量快速旋转的$γ$ Dor星和缓慢脉动的B(SPB)星的g模腔中的旋转速率是有用的。在快速旋转的恒星中,对流核中的惯性模可以与周围辐射区中传播的g模共振耦合。共振耦合导致$P$ - $ΔP$关系的下降,这与化学成分梯度引起的调制不同。在$ΔP$中的这种共振下降出现在对应于自旋参数$2f_{\rm rot}{\rm(cc)}/ν_{\rm co-rot} \sim 8-11$的频率附近,其中$f_{\rm rot}$(cc)是对流核心的旋转频率,而$ν_{\rm co-rot}$是同向旋转坐标系中的脉动频率。共振时的自旋参数在某种程度上取决于核心过冲的程度、中心氢丰度和其他恒星参数。我们可以在观察到的倾角与预测从主序模型的双极g模式,允许对流核心旋转差分从周围的g模式腔的周期。我们已经进行了这样的拟合16个选定的$γ$多尔星有明确的倾角,并发现大多数的$γ$多尔星,我们研究的旋转几乎均匀,而对流核心往往比g-模式腔在进化程度较低的恒星旋转略快。
2021-02-17 astro-ph.SR
Overstable Convective Modes in Rotating Early Type Stars
我们计算了$2M_\odot$、$4M_\odot$和$20M_\odot$主序星的超稳定对流(OsC)模式。为了计算非绝热OsC模式的核心,我们假设$(\nabla\cdot\vec{F}_C)^\prime=0$作为处方的近似称为冻结在对流脉动星,其中$\vec{F}_C$是对流能通量和总理$^\prime$表示欧拉摄动。我们发现OsC模式的一般性质与Lee \& Saio(2020)假设$δ(\nabla\cdot\vec{F}_C)=0$获得的结果大致相同,只是当OsC模式随着旋转频率的增加而趋于完全稳定时,它们的行为不像惯性模式,其中$δ$表示拉格朗日摄动。随着恒星旋转频率的增加,OsC模式稳定,当核心旋转略快于包络时,在包络中共振激发$g$模式。激发包络$g$ -模式的OsC模式的频率近似地由惯性系中的$σ\sim |mΩ_c|$给出,并且因此由$σ_{m=-2}\approx2σ_{m=-1}$给出,其中$m$是模式的方位波数,并且$Ω_c$是核心的旋转频率。我们发现OsC模式的模态特性并不强烈依赖于恒星的质量。我们讨论的角动量输运OsC模式的共振包络$g$模式的主序星。我们认为,角动量转移发生从核心的信封和OsC模式可能有助于恒星均匀旋转,并保持低的旋转频率的核心在其演化过程中的主序星。
2021-05-14 astro-ph.SR
Photometric variability as a proxy for magnetic activity and its dependence on metallicity
了解低质量恒星的磁活动如何依赖于它们的基本参数是恒星天体物理学的一个重要目标。以前的研究表明,活动水平在很大程度上取决于恒星的罗斯比数,其定义为旋转周期除以对流周转时间。然而,我们目前对化学成分所起的作用知之甚少。在这项工作中,我们调查金属丰度如何影响磁活动使用光度变化作为活动代理。类似于其他代理,我们证明了光度变化的幅度以及参数化的Rossby数,虽然在一个更复杂的方式。我们还表明,变异幅度和金属丰度一般呈正相关。这种趋势可以理解为金属丰度对恒星结构的影响,因此,对流周转时间(或等效的Rossby数)。最后,我们证明了光度变化的金属丰度的依赖性的结果在旋转周期检测偏差,从而富含金属的恒星的周期更容易恢复一个给定的质量的恒星。
2021-03-09 astro-ph.SR
A New Approach to Convective Core Overshooting: Probabilistic Constraints from Color-Magnitude Diagrams of LMC Clusters
我们提出了一个框架,同时约束对流核心过冲,金属丰度,灭绝,距离和年龄的强度的值和不确定性在恒星星族。然后,我们将该框架应用于哈勃太空望远镜对大麦云星云中6个星团的观测,这些星团的年龄在1-2.5 Gyr之间。假设一个典型的核心对流超调的强度值,我们恢复众所周知的年龄金属丰度的相关性,以及金属丰度和灭绝和金属丰度和距离之间的额外的相关性。如果我们允许核过冲强度的变化,我们发现,对于中等年龄的星团,距离和消光的测量值的影响可以忽略不计的核心过冲强度的不确定性。然而,集群年龄和金属丰度可能有令人不安的大系统的变化时,核心超冲强度允许变化超过+/- 0.05 Hp。利用这6个星团,结合它们的后验分布函数,得到了最可几的核心超调值0.500 + 0.016 - 0.134 Hp,与典型值一致。
2017-05-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Inertial waves in differentially rotating low-mass stars and tides
恒星与行星的潮汐相互作用可能会激发恒星对流区的惯性波。它们的耗散在短周期行星的长期轨道演化中起着重要作用。如果假设恒星作为固体旋转,波的多普勒频移被限制在$[-2 Ω, 2 Ω]$($Ω$是恒星的角速度),它们可以在整个对流区传播。然而,湍流对流可以通过赤道加速(如太阳)或减速来维持差异旋转,这可能会改变波的传播。因此,我们探索的惯性振荡模式的特性在一个锥形差分旋转的背景流的角速度只取决于纬度坐标,接近预期的低质量恒星的外部对流信封。我们发现,他们的频率范围扩大了微分旋转,他们可能只在一个有限的部分传播的信封。在某些情况下,惯性波在短周期吸引子环周围形成剪切层。在其他情况下,当恒星中存在转向面或共转层时,它们会表现出显着的行为。我们讨论如何所有这些情况下,可以影响恒星的潮汐耗散。
2014-10-13 astro-ph.SR
Grids of rotating stellar models with masses between 1.0 and 3.0 Msun
计算了质量在1.0 ~ 3.0 $M_{\odot}$之间、分辨率为$δM \leq 0.02$ $M_{\odot}$的旋转模型的演化轨迹网格,可用于研究旋转对恒星演化和星团特征的影响。$\sim$ 2.05 $M_{\odot}$是自转对恒星结构和演化影响的临界质量。对于$M >$ 2.05 $M_{\odot}$的恒星,旋转导致对流核的增加和主序(MS)寿命的延长;旋转模型的演化比非旋转模型慢;旋转对这些恒星演化的影响与对流核过冲的影响相似。然而对于$< M/M_{\odot}<$为1.1 $< M/M_{\odot}<$ 2.05的恒星,自转会导致对流核心的减少,并缩短MS的寿命;自转模型比非自转模型演化得更快。当质量位于$\sim$ 1.7 - 2.0 $M_{\odot}$的范围内时,由旋转引起的不稳定性引起的混合是无效的;流体静力学效应在这些恒星的演化中占主导地位。对于质量在1.6 ~ 2.0 $M_{\odot}$之间的模型,在MS阶段,旋转模型的有效温度总是低于相同年龄的非旋转模型。对于给定的年龄,质量越低,有效温度的变化越小。因此,旋转可能会导致在中等年龄星团的色星等图中MS关闭附近的颜色扩散。
2012-12-07 astro-ph.SR
A model of rotating convection in stellar and planetary interiors: II -- gravito-inertial wave generation
引力惯性波在对流区和辐射区的界面处以及在旋转恒星和行星的对流区的大部分中由雷诺应力激发。这种波在旋转恒星的频谱中具有显著的星震特征,特别是在快速旋转的早期型恒星中,这提供了探测其内部结构和动力学的手段。它们还可以将角动量、化学物质和能量从激发区域传输到它们在辐射区域中耗散的地方。为了估计这些波的振幅的激励和对流参数的依赖性,采用了一个单峰模型的恒星和行星对流,如在论文I中所述,它提供了作为旋转速率的函数的均方根对流速度的大小。与此对流模型,两个渠道的波驱动被认为是:激励在对流稳定和不稳定的区域之间的边界和激励由于湍流应力。参数制度的亚惯性波可能携带显着的能量通量,这取决于对流Rossby数,界面刚度,和波的频率。超惯性波也可以增强,但仅限于对流Rossby数接近1时。当激发界面激发波的流动的对流罗斯比数低于取决于界面刚度的临界罗斯比数时,界面激发波在较低截止频率附近具有峰值能量通量,而当对流罗斯比数大于临界罗斯比数时,该通量减小。这个临界罗斯比数。
2020-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Rossby numbers and stiffness values inferred from gravity-mode asteroseismology of rotating F- and B-type dwarfs: consequences for mixing, transport, magnetism, and convective penetration
恒星内部物理过程的多维(磁)流体动力学模拟依赖于大量未校准的自由参数,这些参数设定了计算的空间和时间尺度。我们的目标是提供一个asteroseismic校准的波和对流Rossby数,和刚度之间的界面对流核心和辐射信封的中等质量的恒星。我们推导出这些数量的旋转矮星从观察到的性质,其确定的重力和重力惯性模式。我们依赖于近核心的旋转速率和26个B型和37个F型矮星系的asteroseismic模型来自4年开普勒空间测光,高分辨率光谱和盖亚天体测量的文献中推导出它们的对流和波Rossby数。我们计算的刚度在对流/辐射接口从推断的最大浮力频率在接口和对流周转频率的核心。我们使用这些asteroseisically推断的量来预测对流渗透水平,对流核心触发的重力惯性波的局部通量水平,以及核心的潜在旋转和磁性状态。我们的63个重力惯性模式振荡器的样本涵盖了近核心的旋转速率从几乎为零到临界速率。它们的识别模式的频率导致模型的刚度值之间的$10^{2.69}$和$10^{3.60}$的B型恒星,而F型恒星的覆盖范围从$10^{3.47}$到$10^{4.52}$。对流Rossby数来自对流核心的最大对流扩散系数,基于混合长度理论和混合长度系数的值相关的这些散射,变化之间的$10^{-2.3}$和$10^{-0.8}$的B型星和$10^{-3}$和$10^{-1.5}$的F型星。(节略)
2021-12-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
The variation of the tidal quality factor of convective envelopes of rotating low-mass stars along their evolution
目前已经发现了超过1500颗系外行星,围绕着各种各样的恒星(从M型到A型)。对流包层中的潮汐耗散是塑造短周期系统轨道结构的一个关键因素,这一点仍然未知。使用一个简化的两层假设和网格的恒星模型,我们计算解析的等效修改后的潮汐品质因数,这是成比例的频率平均耗散的倒数,由于湍流对流对潮汐波施加的粘性摩擦。它导致了它们的动能转化为热能以及轨道和自旋的潮汐演化。在它们的主序前期间,所有低质量恒星的对流包层的角速度固定时,其等效修正潮汐品质因数都有一个减小。接下来,它在主序星上演化到一个渐近值,该值对于$0.6M_{\odot}$ K型恒星是最小的,并且随着恒星质量的增加而增加几个数量级。最后,低质量恒星的自转演化加强了前主序星的潮汐耗散。
2015-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impacts of small-scale dynamo on rotating columnar convection in stellar convection zones
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung(马克斯·普朗克太阳系研究所)
研究揭示小尺度发电机对恒星对流区旋转柱状对流的影响,通过比较HD和MHD模拟,发现SSD影响热量和角动量传输,并改变主导力平衡。
2025-09-23 astro-ph.SR
Determining the metallicity of the solar envelope using seismic inversion techniques
太阳金属丰度问题是天体物理学的一个长期问题,影响多个领域,仍然受到争论和不确定性。虽然光谱学主要用于确定太阳重元素丰度,但日震学家试图提供太阳对流层金属丰度的地震测定。然而,这个难题仍然存在,因为两个独立的小组为这个关键的天体物理参数提供了两个完全不同的值。我们的目的是提供一个独立的对流层太阳金属丰度的地震测量。我们的主要目标是帮助提供新的信息,打破目前的僵局之间的地震测定太阳重元素丰度。我们首先介绍的内核,反演技术和目标函数的反演,我们已经开发。然后,我们在多个野兔和猎犬练习中测试我们的方法,以评估其可靠性和准确性。然后,我们将我们的技术应用于太阳能数据,使用校准的太阳能模型,并确定太阳金属丰度的地震测量的间隔。我们表明,我们的反演确实可以用来估计太阳的金属丰度感谢我们的野兔和猎犬练习。然而,我们还表明,太阳模型的物理成分的进一步依赖性导致低精度。尽管如此,使用我们的太阳模型的各种物理成分,我们确定金属丰度值在0.008和0.014之间。
2017-09-01 astro-ph.SR
Stochastic excitation of internal gravity waves in rotating late F-type stars: A 3D simulation approach
有没有强有力的限制放置到目前为止的内部重力波(IGW)的振幅是随机激发的辐射内部的太阳型恒星。晚期的F型恒星有相对较薄的对流包层,并有快速的对流,与晚期光谱类型的太阳型恒星相比,它们往往是快速的自转星。预计这两个元素将直接影响IGW的激发速率和性质。我们要估计的振幅随机激发的重力模式(g模式)在F型星的不同的旋转制度。我们使用的ASH代码进行3D模拟的深壳模型的1.3 $M_\odot$ F-型太阳型恒星,包括辐射内部和浅对流信封。IGW是由对流羽流和辐射内部顶部之间的界面相互作用激发的。我们能够计算IGW和g-模式的辐射内部的属性,我们比较这些属性使用的计算从一维振荡代码GYRE。低频模式的振幅是显着较高的快速旋转的模型和连续模式的周期间隔的演变表现出的行为是修改的科里奥利力的影响的证据。对于我们最快的旋转模型,我们能够检测到模拟域顶部附近的中间度g模式签名。然而,预测的光度扰动从个别模式仍然保持在小幅度。我们获得的模式振幅比先前的太阳模型的3D模拟高出几个数量级。我们的模拟表明,g模式的签名可以在后期F型恒星检测。[删节]
2022-08-31 astro-ph.SR
The Effect of Nuclear Reaction Rates & Convective Mixing on the Evolution of a 6M$_{\odot}$ Star
我们提出了一个6M $_{\odot}$星的演化,太阳般的初始金属丰度,并调查的关键核反应率的影响,以及对流混合的处理,其沿造父变星不稳定带的演化。特别是,我们研究了最近估计的$^{14}$ N(p,γ)$^{15}$ O反应对核心氦燃烧过程中蓝环的形成和扩展的影响。我们还研究了通过采用非标准对流混合处方,以及修改混合长度理论的影响。
2014-10-07 astro-ph.SR
Solar-like to Antisolar Differential Rotation: A Geometric Interpretation
太阳对流带的旋转速度不同,赤道地区的旋转速度比极地地区快。这种形式的差异旋转,也在许多其他低质量恒星中观察到,被认为是当科里奥利效应比与对流的浮力驱动相关的效应更强时出现的。当浮力占主导地位时,就会出现所谓的反日差速旋转状态,其特征是两极快速旋转,赤道缓慢旋转。这两种状态之间的过渡已被证明发生时,这两个力的强度大致相等,或等价地,当对流Rossby数的系统是统一的。在这里,我们考虑一个过渡的另一种观点,这种现象与对流结构和对流区深度。使用一系列的3-D旋转对流区模拟,我们证明了太阳能/反太阳能转换时发生的柱状对流结构的旋转对流特性达到直径大致相当于壳的深度。当特征对流波长超过两倍的壳层深度,我们发现,相干对流结构所需的维持赤道雷诺应力丢失,和反太阳状态的结果。最后,我们提出了一个力平衡分析,涉及到这个过渡到对流Rossby数的标准在以前的研究中确定的几何解释。
2022-08-10 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Tidal dissipation by inertial waves in differentially rotating convective envelopes of low-mass stars
在恒星-行星系统或双星系统中,潮汐相互作用会在恒星的对流区激发惯性波(惯性波的回复力是科里奥利力)。这些波的耗散在所涉及的天体的长期轨道和旋转演化中起着重要作用。如果主星作为一个固体旋转,惯性波的多普勒频移被限制在$[-2Ω, 2Ω]$范围内($Ω$是恒星的角速度),并且它们可以在整个对流区传播。然而,湍流对流可以维持与赤道加速(如在太阳)或减速,修改惯性波的频率范围和传播域,并允许非轴对称振荡的共转共振的差异旋转。在这项工作中,我们进行数值模拟潮汐激发的惯性波在差分旋转对流信封与锥形(或纬向)的旋转配置文件。我们采用的潮汐强迫包含球谐函数,对应于圆形共面轨道的情况。我们研究的粘性耗散的波作为潮汐频率的函数为各种恒星质量和微分旋转参数,以及它的依赖于湍流粘性系数。我们比较我们的结果与以前的研究假设固体旋转,并指出潜在的关键作用,共转共振的动力学演化的密切的恒星行星或二元系统。
2016-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Common dynamo scaling in slowly rotating young and evolved stars
对晚型恒星的活动和磁性的一种解释是,它们都随着罗斯比数的减少而增强,直到饱和水平,这表明恒星发电机依赖于旋转和对流湍流。然而,一些研究声称,旋转本身就足以充分参数化这种缩放。在这里,我们解决的问题,包括演化的,后主序星的旋转活动关系的分析,湍流恒星发电机的相关性。与主序星相比,这些恒星旋转非常缓慢,但表现出类似的活动水平。我们发现,这两个演变阶段落在一起的旋转活动图,并形成一个单一的序列在不饱和制度的关系,只有来自恒星模型的Rossby数,确认早期的初步结果,依赖于一个更简单的参数化对流周转时间。这反映了最近完全对流的M矮星的结果,它们同样落在与部分对流太阳型恒星相同的旋转活动序列上。我们的研究结果表明,湍流在驱动恒星发电机中起着至关重要的作用,并表明有一个共同的与磁场相关的发电机机制解释了所有晚型恒星的磁活动。
2020-03-19 astro-ph.SR
Wave propagation and transmission in a rotating solar-type star
本文通过含科里奥利力的线性扰动模拟,揭示旋转如何改变类太阳恒星对流区、辐射区及界面处声波、重力波和惯性波的能量传输,并增强重力-惯性波透射。
2025-05-13 astro-ph.SR
Connections between Non-Rotating, Slowly Rotating, and Rapidly Rotating Turbulent Convection Transport Scalings
浮力驱动的对流很可能是宇宙中湍流运动的主要驱动力,因此被物理学家,工程师,天文学家和天体物理学家广泛研究。也许并不奇怪,这些不同的社区以不同的方式讨论总的对流行为,通常没有显着的串扰存在于他们之间。在这里,我们试图在这些社区之间建立联系。我们这样做是通过进行一组基本规模的估计,热量和流体动量输送应如何表现在非旋转,缓慢旋转和快速旋转浮力驱动的对流环境。我们发现,缓慢和快速旋转缩放可以通过一个参数,所谓的对流Rossby数$\RoC$,无耗散参数测量浮力驱动相对于旋转的重要性相互关联。此外,我们映射之间的非通量为基础的和通量为基础的,浮力驱动的缩放使用不同的群体。在这样做的过程中,这些缩放显示出不同社区的方法之间存在清晰的联系,并且一些看似不同的缩放实际上是彼此同义的。
2020-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Angular momentum transport by stochastically excited oscillations in rapidly rotating massive stars
我们估计在快速旋转的热Be星HD 51452中检测到的低频振荡传递的角动量。在这里,我们假设检测到的振荡是随机激励的对流运动中的对流核心的恒星,也就是说,我们把强迫振荡的周期性对流运动的核心流体具有观测确定的频率激发的振荡。与光度变化的观测振幅,我们确定的振荡振幅,这使得它有可能估计的净量的角动量转移的振荡使用波-平均流相互作用理论。由于我们没有任何关于每个振荡的方位波数$m$和球谐度$l$的信息,我们假设检测到的所有频率在观察者的坐标系中是逆时针或逆时针的,并且它们都与偶数模式($l=|m|$)和奇数模式($l=|m|+1$)的$m$的单个值相关联。我们估计了$|m|=1$和2的振荡所传递的角动量的量,这是Be星的典型$|m|$值,并发现该量足够大,足以在恒星周围形成一个递减盘。因此,角动量的输运波随机激发的核心的Be星可能是负责的Be现象。
2014-04-21 astro-ph.SR
The influence of rotation and metallicity on the explodability of massive stars
School of Physical Science and Technology, Xinjiang University(新疆大学物理科学与技术学院)
研究自转和金属含量对大质量恒星爆炸性的影响,通过模拟发现自转和金属度显著改变爆炸性标准。
2025-10-07 astro-ph.SR
Evolution of Semi-convective Staircases in Rotating Flows: Consequences for Fuzzy Cores in Giant Planets
本文利用三维模拟研究旋转如何延缓巨行星内部半对流阶梯的层合并与界面侵蚀,提出解析模型并估算木星条件下侵蚀时间可延长至约10^11年,从而为模糊核心的长期保存提供可能机制。
2024-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
A Grid of 3D Stellar Atmosphere Models of Solar Metallicity: I. General Properties, Granulation and Atmospheric Expansion
现有的恒星大气模型网格是解释恒星观测和确定其基本参数的主要工具。这些模型依赖于大大简化的对流模型,然而,贷款较少的预测能力,这种模型的晚型恒星。我们提出了一个网格的改进和更可靠的恒星大气模型的晚型恒星,深,三维,对流,恒星大气模拟的基础上。该网格一般用于解释观测结果,并改进恒星和星震建模。我们解决了纳维-斯托克斯方程在3D和并发的辐射转移方程,为一系列的大气参数,涵盖了大部分的恒星演化与对流在表面。我们强调使用最好的原子物理学进行定量预测和与观测结果的比较。我们目前的颗粒大小,对流膨胀的声腔,渐近的温度,作为大气参数的函数。这些结果和其他结果也以电子形式提供。
2013-03-07 astro-ph.SR
Coronal ejections from convective spherical shell dynamos
我们提出了一个三维模型的旋转对流结合一个简化的日冕球坐标系。对流区的运动产生了一个大规模的磁场,偶尔会喷射到上面的外层。我们的模型日冕是近似等温的,但它包括由于重力的密度分层。
2011-11-07 astro-ph.SR
Convective Differential Rotation in Stars and Planets I: Theory
我们推导出缩放的微分旋转在缓慢和快速旋转的对流区使用数量级的方法。我们的计算适用于恒星和流体行星和所有旋转速率,以及磁化和纯流体动力系统。我们发现剪切$|R\nablaΩ|$的顺序的角频率$Ω$的缓慢旋转系统与$Ω\ll |N|$,其中$N$是\brvs \频率,并发现它下降的幂律$Ω$的快速旋转系统与$Ω\gg |N|$。进一步计算了纬向环流率和斜压性,并检验了快速旋转极限下的磁场强度。我们的结果与模拟和观测结果基本一致,我们与同伴论文中的结果进行了详细的比较。
2020-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
A simulation of convective dynamo in the solar convective envelope: maintenance of the solar-like differential rotation and emerging flux
我们报告的结果的磁流体动力学(MHD)模拟的对流发电机在一个模型太阳对流信封驱动的太阳辐射扩散热通量。对流发电机产生大规模的平均磁场,表现出不规则的周期性行为的振荡时间尺度范围从约5至15年,并经历不规则的极性反转。平均轴对称环向磁场在两个半球中符号相反,并且集中在对流区的底部。磁场的存在被发现在对流发电机模型中类太阳差异自转的自洽维持中起着重要的作用。如果没有磁场,对流驱动具有更快旋转的极区的差异旋转。在磁对流中,我们发现在表面出现了强超均分通量束,表现出类似于新兴太阳活动区的特性。
2014-05-15 astro-ph.SR
A Transparent Window into Early-Type Stellar Variability
在早期型恒星中,表面下的对流区是普遍存在的。在狭窄的不透明度峰的驱动下,这些薄的对流区域几乎不传输热量,但在设置恒星的磁性和表面变化方面起着重要作用。在这里,我们证明,这些对流区是\emph{not}目前在广泛的恒星,如以前所认为的。特别是,有地区的一维恒星演化模型报告对流不稳定,但低于临界瑞利数开始对流。对于太阳下的金属丰度,这打开了一个没有地下对流区的\emph{stability window}。对于LMC金属度,该表面稳定性区域大致在$8M_\odot$和$16M_\odot$之间延伸,对于SMC金属度增加到$8M_\odot$- $35M_\odot$。这样的窗口是一个很好的目标,探测地下对流和其他来源的光度变化的相对影响,在大质量恒星。
2022-01-25 astro-ph.SR
New rotation period measurements for M dwarfs in the southern hemisphere: an abundance of slowly rotating, fully convective stars
恒星自转周期对于限制角动量损失的模型和理解磁性特征如何影响系外行星参数的推断都是有价值的。在我们以前在北半球的工作的基础上,我们使用MEarth天文台的长期地面光度监测来测量附近南半球M矮星的234个旋转周期。着名的例子包括系外行星宿主GJ 1132,LHS 1140和Proxima Centauri。我们发现我们的数据和K2光度重叠的子集之间的协议。在具有最高质量数据集的恒星样本中,我们恢复了66%的周期;随着数据集长度的增加,我们的恢复率接近100%。我们探测到的最长自转周期约为140天,我们认为这代表了M矮星与当地厚盘一样老(约9 Gyr)时所达到的周期。
2018-07-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Internal mixing of rotating stars inferred from dipole gravity modes
在它们生命的大部分时间里,恒星在其核心将氢融合成氦。恒星辐射包层中的化学元素与对流核心的混合能够为核心补充额外的燃料。如果有效的话,这种深层混合可以让恒星活得更久,并改变它们的演化路径,但到目前为止,还没有限制内部混合的局部观测。重力模式探测对流核心附近的恒星内部深处,使我们能够校准内部混合过程。在这里,我们提供的核心到表面的混合配置文件推断,从观察到的偶极重力模式在26个旋转恒星的质量在3和10太阳质量之间。我们在样品中发现了广泛的内部混合水平。在包络线中具有分层混合剖面的恒星模型显示出最佳的星震性能。我们的研究结果提供了观测指导三维流体动力学模拟的输运过程中的深内部的恒星。
2021-05-11 astro-ph.SR
Mode coupling coefficients between the convective core and radiative envelope of $γ\,$Doradus and slowly pulsating B stars
本研究通过星震学方法计算了 $\gamma$ 型剑鱼座和缓慢脉动 B 型星对流核与辐射包层间的模式耦合系数,发现快速自转的年轻 $\gamma$ 型剑鱼座星最适合产生该耦合现象。
2023-08-01 astro-ph.SR
Tidal dissipation in stably stratified and semi-convective regions of rotating giant planets: incorporating Coriolis forces
本研究建立纳入科里奥利力的球形布西涅斯克模型,发现旋转巨行星的稳定分层流体核可显著增强惯性波与重惯性波的潮汐耗散,足以解释土星卫星迁移率,对系外巨行星潮汐演化也有重要意义。
2023-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Modelling fully convective stars in eclipsing binaries: KOI-126 and CM Draconis
我们提出的模型的组成部分的系统KOI-126和CM天龙座,两个食双星系统已知的日期包含恒星的质量低到足以有充分的对流内部。我们能够令人满意地模拟KOI-126系统,找到所有三个组件的半径和表面温度的一致解决方案,使用对流区中混合长度参数α的类似太阳的值,以及PHOENIX NextGen 1D模型大气的表面边界条件。根据化学成分,我们估计该系统的年龄在3-5 Gyr之间。另一方面,对于CM Draconis,我们无法使用基于运动学的当前贫金属成分估计来使我们的模型与观测到的半径和T_eff相一致。较高的金属丰度会减少但不会消除这种差异。然后,我们探讨了改变混合长度参数α的影响。如文献中先前所述,减小的α可用作由于旋转和感应磁场而导致的较低对流效率的简单量度。我们的模型对α的敏感性(α< 1.0)足以部分解释半径差异。然而,仅仅根据降低的α的影响,不可能使模型与观测结果相一致。因此,我们认为高金属丰度和α还原的综合效应可以解释天龙CM的观测结果。例如,将系统的金属丰度增加到超太阳值(即Z = 2 Z_sun),在α= 1.0的情况下会产生2 σ内的一致性。
2012-02-20 astro-ph.SR