周星物质盘动力学 II：加热与冷却

我们对围绕原星形成的边缘自引力盘进行了一系列二维 (r, φ) 流体动力学模拟，使用 SPH 代码。我们实现了简单的动力学加热，并以局部垂直结构得到的辐射层温度作为黑体进行冷却。我们从模拟中合成 SED，并将其与从观测系统中推导出的 fiducial SED 进行比较。这些模拟产生的螺旋结构不如等温演化系统明显，尤其在盘的内三分之一处。进一步离星时，图案相似，但不会坍缩成浓缩天体。辐射层温度以半径的幂律形式拟合得很好，指数 q≈1.1，这非常陡峭。远离星体时，内部加热 (PdV 工作和冲击) 并非负责生成盘物质所包含的热能的大部分。负责此类冲击的引力扭矩在外盘中不能有效传递质量和角动量。就星体附近 ~5--10 AU 处，螺旋结构的快速破裂与重构导致冲击发生，这些冲击足以驱动近红外能量输出的更大比例。颗粒的空间分布和尺寸分布对观察到的近红外 SED 可能产生显著影响，并可能在 ≤10 年的时间尺度上导致辐射增加和波动。当颗粒被蒸发时，它们不会形成大多数透明度计算所基于的尺寸分布。若颗粒快速重塑为原始尺寸分布，盘便不会发射近红外光子。若对透明度进行合理的修改，则其贡献更大。