Heat Transport and Convective Velocities in Compositionally Driven Convection in Neutron Star and White Dwarf Interiors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We investigate heat transport associated with compositionally driven convection driven by crystallization at the ocean–crust interface in accreting neutron stars, or growth of the solid core in cooling white dwarfs. We study the effect of thermal diffusion and rapid rotation on the convective heat transport, using both mixing length theory and numerical simulations of Boussinesq convection. We determine the heat flux, composition gradient, and Péclet number, Pe (the ratio of thermal diffusion time to convective turnover time) as a function of the composition flux. We find two regimes of convection with a rapid transition between them as the composition flux increases. At small Pe, the ratio between the heat flux and composition flux is independent of Pe, because the loss of heat from convecting fluid elements due to thermal diffusion is offset by the smaller composition gradient needed to overcome the reduced thermal buoyancy. At large Pe, the temperature gradient approaches the adiabatic gradient, saturating the heat flux. We discuss the implications for cooling of neutron stars and white dwarfs. Convection in neutron stars spans both regimes. We find rapid mixing of neutron star oceans, with a convective turnover time of the order of weeks to minutes depending on rotation. Except during the early stages of core crystallization, white dwarf convection is in the thermal-diffusion-dominated fingering regime. We find convective velocities much smaller than recent estimates for crystallization-driven dynamos. The small fraction of energy carried as kinetic energy calls into question the effectiveness of crystallization-driven dynamos as an explanation for observed magnetic fields in white dwarfs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».