磁旋转不稳定性与寄生不稳定性共同驱动磁场放大的有效模型
高能天体物理现象
2025-04-02 v2
摘要
磁旋转不稳定性(MRI)被认为是驱动差异旋转天体物理流中角动量传输的主导机制,包括吸积盘和原中子星。该过程由磁场的指数放大介导,其最终幅度被认为受次级(寄生)不稳定性的限制。在本文中,我们通过寄生模式放松先前的近似,研究了MRI的饱和过程。我们首次系统地分析了寄生模式在随背景剪切流平流的同时从指数增长的MRI中获取能量的演化过程。我们提供了MRI在最快寄生模式达到可比幅度之前所能增长的最精确的放大因子。我们发现该放大因子具有显著的鲁棒性,仅依赖于寄生模式初始幅度的对数,与数值模拟结果吻合良好。基于这些洞察,并借助数值模拟,我们提供了一个描述MRI驱动角动量传输所负责的磁场放大的简单解析表达式。我们的磁场放大有效模型可使我们在MRI无法显式解析时,超越数值模拟中当前使用的标准粘性传输预设。
引用
@article{arxiv.2411.05064,
title = {An effective model for magnetic field amplification by the magnetorotational and parasitic instabilities},
author = {Miquel Miravet-Tenés and Martin E. Pessah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05064},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 8 figures