将磁化盘联结至对流低质量原星：边界层吸积的全局三维模型
太阳与恒星天体物理
2025-03-20 v1 地球与行星天体物理
高能天体物理现象
摘要
在恒星形成的早期阶段，边界层吸积——即原星从延伸至其表面的盘中吸积物质——在星际演化过程中发挥着关键作用。理解磁旋转不稳定性(MRI)-活性盘如何与原星表面相连仍是一大挑战。为探究质量和角动量传递机制，我们构建了一个关于磁化、对流低质量原星的边界层吸积的全局三维磁流体力学模型。我们的结果表明，角动量传递机制从外部MRI活性盘到原星表面发生了显著过渡。多种机制——MRI、螺旋冲击、角盘吸积、喷流和盘风——参与角动量传递，导致盘结构出现三个 distinct 类型：(1) MRI活性盘、(2) 转换层、(3) 边界层。模拟得到的原星由于盘场的积聚、盘的扭转场包裹以及星际涡旋活动而呈强磁化。类似星团的磁力集中在原星表面形成，并与旋转盘气体相互作用以产生螺旋冲击。这些冲击在驱动吸积中起关键作用。这些发现表明，全局磁流体力学模型对于全面理解角动量传递至关重要。此外，我们还发现来自原星和盘大气中的磁重联可触发爆炸性事件。我们还发现盘中轴向存在反吸积流动，这可能对于将难熔性物质(如钙铝硅酸盐(Calcium-Aluminium-rich Inclusions)前体气体)的径向输送至外盘至关重要。
引用
@article{arxiv.2503.15350,
title = {Connecting a Magnetized Disk to a Convective Low-mass Protostar: A Global Three-dimensional Model of Boundary Layer Accretion},
author = {Shinsuke Takasao and Takashi Hosokawa and Kengo Tomida and Kazunari Iwasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15350},
year = {2025}
}
备注
32 pages, 18 figures. Accepted for publication in ApJ