原恒星盘中死区、不死区与僵尸区随恒星质量的变化
太阳与恒星天体物理
2015-06-12 v1
摘要
我们研究了磁转动不稳定性（MRI）在类太阳恒星和极低质量恒星周围的吸积盘中的可行性。特别地，我们确定了盘中 MRI 可被欧姆电阻率（所谓的死区和不死区）或双极扩散（我们称之为僵尸区的区域）所抑制的区域。我们考虑了两种恒星质量：Mstar = 0.7 和 0.1 太阳质量。在每种情况下，我们假设：盘面密度分布为按比例缩放的最小质量太阳星云，且 Mdisk/Mstar ~ 0.01，与当前估计一致；盘电离主要由恒星 X 射线驱动，并辅以宇宙线和放射性核素；恒星 X 射线光度与热光度的关系为 Lx/Lstar ~ 10^-3.5，与观测相符。电离率使用 MOCCASIN 程序计算，电离平衡则利用简化的化学网络确定，其中包含在不同耗散水平下充分混合的 0.1 微米颗粒。我们发现：（1）双极扩散是控制类太阳恒星和极低质量恒星周围盘中 MRI 活动的主要因素。假设 MRI 在每个半径处产生最大可能的场强，我们进一步发现：（2）MRI 活跃层仅占总盘质量的约 5-10%；（3）吸积率（Mdot）在径向的大小和符号（向内或向外）均发生变化，这意味着吸积随时间变化以及盘间隙和密度过剩区的形成，这对行星形成和迁移产生影响；（4）要达到类太阳恒星和极低质量恒星的经验吸积率，需要充分混合的小颗粒相对于标准的尘埃-气体质量比 10^-2 耗散 10-1000 倍；（5）当前在外盘区域未探测到来自沿磁场排列颗粒的偏振辐射，这与这些半径处存在活跃 MRI 相一致。
引用
@article{arxiv.1212.3798,
title = {Dead, Undead and Zombie Zones in Protostellar Disks as a Function of Stellar Mass},
author = {Subhanjoy Mohanty and Barbara Ercolano and Neal J. Turner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.3798},
year = {2015}
}
备注
55 pages, 16 figures. ApJ, accepted