محاكاة التكتلات الشمسية. أنا. الخصائص العامة

توفر المحاكاة العددية معلومات عن الحمل الشمسي غير المتاحة من خلال الملاحظة المباشرة. نقدم نتائج المحاكاة لحمل الشمس القريب من السطح مع فيزياء واقعية: معادلة حالة تشمل التأين وانتقال إشعاعي ثلاثي الأبعاد باستخدام وظيفة توزيع م opacity أربع غرف. يقود الحمل الشمسي عملية تبريد إشعاعي في طبقة الحدود الحرارية السطحية، مما ينتج نمط التكتل المعروف. في داخل التكتلات، يرتفع بلازما دافئة مع ≈ 10% من الهيدروجين المؤين. عند اقترابه ومروره عبر السطح البصري، يبرد البلازما، ويعيد التركيب، ويفقد الإنتروبيا. ثم ينعكس ويندمج في الممرات المظلمة بين التكتلات ويواصل إلى الرؤوس بين خلايا التكتلات. تتغذى هذه الرؤوس على نفثات توربينية هابطة تحت سطح الشمس، والتي هي مواقع العمل الطافوي الذي يقود الحمل. فقط جزء صغير من السائل الذي يرتفع في العمق يصل إلى السطح ليبرد، يفقد الإنتروبيا، ويشكل نوى هذه النفثات. تتطور التكتلات من خلال دفعها للخارج والتعرض للدفع من قبل التكتلات المجاورة لها، وعن طريق الانقسام من قبل السائل العلوي الذي يبرد ويسحب لأسفل بفعل الجاذبية. خصائص نقل الطاقة الحملية المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالقيود التكاملية مثل حفظ الطاقة والكتلة هي قوية للغاية. بينما الخصائص الأخرى، التي تكون أقل تقييدًا و/أو تنطوي على لحظات أو مشتقات من الدرجة الأعلى، تُظهر اعتمادًا أكثر حساسية على دقة الحسابات العددية. عند أعلى دقة عددية، يتم العثور على توافق ممتاز بين خصائص الحمل المحاكاة والملاحظات. عند تفسير الملاحظات، من الضروري تذكر أن أسطح العمق البصري الثابت مموجة. سطح عمق بصري موحد في الاستمرارية هو أعلى فوق التكتلات وأقل في الممرات بين التكتلات، بينما سطح عمق بصري موحد في خط طيفي مموج بطرق تتأثر بكلا التأثيرات الحرارية والدوبلر.