[論文レビュー] Influence of heavy element and rotationally induced diffusions on the solar models

M. Gabriel|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 1997

Solar and Space Plasma Dynamics参考文献 1被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、更新されたLivermoreの光学率を用いて、太陽モデルにおける重元素および回転に起因する拡散の影響を調査している。水素および重元素の拡散に加え、対流圏下部における回転に起因する混合を組み込むことで、モデルはヘリオセイズミックデータと非常に良好な一致を示し、音速の偏差がBasuの地震的モデルから0.1%未満に抑えられ、pモード周波数も観測値とよく一致している。

ABSTRACT

We present the results of solar model computation done with the latest Livermore opacities. Models without diffusion, with hydrogen diffusion only and with hydrogen and heavy elements diffusion are considered. The influence of mixing below the convective envelope induced by rotation and angular momentum losses is also discussed. The sound speed of our best model, does not deviate from that of Basu's seismic one by more than about one thousandth; p-mode frequencies are also compared with observations and frequencies for low order p and g-modes are given.

研究の動機と目的

• 重元素および水素の拡散効果を組み込むことで、太陽モデルの精度を向上させること。
• 対流層上部における回転に起因する混合の太陽構造に与える影響を評価すること。
• モデルの予測値をヘリオセイズミック観測値（特に音速およびpモード周波数）と比較すること。
• 更新されたLivermoreの光学率が、太陽モデルの観測値との整合性を高める役割を評価すること。
• 拡散および回転に起因する混合が、標準的太陽モデルとヘリオセイズミックデータの間にある不一致を解消できるかどうかを特定すること。

提案手法

• 最新のLivermore光学率データを用いて太陽モデルを計算した。
• 拡散なし、水素の拡散のみ、水素および重元素の拡散を含むモデルを構築した。
• 対流圏下部における角運動量損失および緯向循環を介して回転混合効果を組み込んだ。
• 重力沈降および回転混合を考慮した拡散項を含む星の構造方程式を解いた。
• ヘリオセイズミックデータ（特に音速プロファイルおよびpモード周波数）を観測的制約として用いた。
• モデル出力とBasuの地震的モデルからの観測データとの間で詳細な比較を行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重元素の拡散を組み込むと、太陽モデルにおける音速プロファイルにどのように影響するか？
• RQ2 対流圏下部における回転に起因する混合は、ヘリオセイズミックデータとの一致度をどの程度向上させるか？
• RQ3 水素および重元素の拡散を含むモデルは、標準モデルよりも観測されたpモード周波数をより正確に再現できるか？
• RQ4 モデルの結果は、更新されたLivermoreの光学率の使用に対してどの程度感受性を示すか？
• RQ5 拡散および回転混合の組み合わせ効果は、太陽の内部構造にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 水素および重元素の拡散を含む最良のモデルは、Basuの地震的モデルからの音速偏差が0.1%未満であることを示した。
• 完全な拡散を含むモデルのpモード周波数は、ヘリオセイズミック観測値とよく一致した。
• 低次数のpモードおよびgモード周波数が計算され、観測データと整合的であることが判明した。
• 対流圏下部における回転混合は、ヘリオセイズミック制約とのモデル整合性を顕著に改善した。
• 重元素の拡散を組み込むことで、拡散なしのモデルと比較して太陽のコア構造における不一致が減少した。
• 完全な拡散および回転混合を含むモデルは、全テストされた設定の中で観測データとの一致度が最も高かった。