原恒星盘形成中的离心壁垒与超开普勒转动
太阳与恒星天体物理
2022-07-20 v1 地球与行星天体物理
星系天体物理
摘要
随着 ALMA 的出现，现在已能在观测上约束深埋原恒星周围盘的形成过程。特别是，近期对邻近原恒星 L1527 的 ALMA C3H2 谱线观测被解释为所谓“离心壁垒”的证据，即原恒星包层内落在该超开普勒转动区域被离心力逐渐减速至停止。为检验离心壁垒这一概念（其最初基于绕固定点质量旋转测试粒子的角动量守恒坍缩），我们开展了原恒星盘形成的简单轴对称流体动力学模拟，包含最少要素：自引力、转动，以及使盘能够吸积的规定黏度。我们发现当黏度较大时确实可存在超开普勒区域，但与经典离心壁垒图像不同，内落包层物质并非仅由离心力减速。该区域比其周围包层物质具有更高的比角动量，这表明其起源于盘中角动量的向外输运（受内落包层限制盘膨胀的约束），而非经典图像中所设想的包层物质为守恒角动量在更靠近中心下落时的自转加速。对于更小黏度，超开普勒转动更弱或不存在。我们得出结论：尽管在某些参数区间内存在超开普勒转动，经典离心壁垒图像并未得到我们的模拟支持。
引用
@article{arxiv.2207.03443,
title = {Centrifugal Barrier and Super-Keplerian Rotation in Protostellar Disk Formation},
author = {Dylan C. Jones and Ka Ho Lam and Zhi-Yun Li and Yisheng Tu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.03443},
year = {2022}
}