旋转流体盘中的曲率与声波不稳定性

我们在紧密缠绕近似的线性 regime下研究旋转流体盘对螺旋臂形成的稳定性。由Bertin等人推导的螺旋 Dispersion 关系被证实包含一种新的声波不稳定性，超出 Lindblad共振位置，仅取决于压力和旋转。在此情境下，压力和引力在螺旋波结构中作为驱动因子和抑制因子进行角色交换。通过包含更高阶项（即小参数1/kr的展开）得到的一般化 Dispersion 关系中，也发现了由压力增强的其他不稳定性。即使Toomre参数Q取大值，这些不稳定性也存在。我们在四种情形下确定不稳定增长率：自重盘搭配平坦旋转曲线、自重盘搭配固体旋转、非自重盘搭配固体旋转、非自重盘搭配Keplerian旋转。最重要的应用似乎是作为螺旋结构的来源，可能导致非自重盘（如某些银河核盘、黑洞盘以及原行星盘）中的吸积。所有这些例子都具有短暂的轨道时间，因此不稳定增长时间可以很小。