低质量恒星形成中的双极扩散。I. 与理想MHD情形的一般比较
太阳与恒星天体物理
2016-02-17 v2
摘要
在本文中，我们通过在磁流体力学(MHD)方程中包含电阻项，更准确地描述了前恒星核坍缩期间磁通量再分布的演化。我们特别聚焦于双极扩散的影响。我们使用自适应网格加密代码RAMSES进行此类计算。计算双极扩散项所需的电阻率是利用带电、中性和尘埃颗粒物种的简化化学网络得到的。双极扩散的引入导致在核附近形成磁扩散势垒，阻止磁通量在核内及周围积累以及场放大到0.1G以上。第一拉森核的质量和半径在理想与非理想MHD模型间保持相似。这一扩散平台对磁制动过程有关键影响，允许盘状结构的形成。理想MHD模型中启动的磁支撑外流在使用非理想MHD时被削弱。与理想MHD相反，初始自转轴与磁场方向间的错位对于给定的mu并不显著影响结果，表明物理耗散真正主导于数值扩散。我们展示了理想MHD形式体系的严重局限，其在系统长期演化中产生非物理行为。这包括外流内的反向旋转、互换不稳定性以及由数值扩散触发的磁通量再分布，这些在非理想MHD中均未观察到。具有开普勒速度剖面的盘在我们所有非理想MHD模拟中形成，其最终质量和大小取决于初始磁化强度。这范围从最强磁化情形（mu=2）的几个0.01太阳质量和20-30 au，到较低磁化（mu=5）的0.2太阳质量和40-80 au。
引用
@article{arxiv.1509.05630,
title = {Ambipolar diffusion in low-mass star formation. I. General comparison with the ideal MHD case},
author = {Jacques Masson and Gilles Chabrier and Patrick Hennebelle and Neil Vaytet and Benoit Commerçon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.05630},
year = {2016}
}
备注
Accepted in A&A section 7 (on Wednesday, september the 16th, year 2015)