原行星盘中辐射过程热弛豫效率: 对流体动力学湍流的约束
地球与行星天体物理
2017-09-06 v1
摘要
在原行星盘中 MRI 无法发展的区域,流体动力学非磁不稳定性可提供湍流应力。由此诱导的运动影响尘埃颗粒生长,而行星胚胎的形成始于此。气体的热弛豫限制了盘中已识别的流体动力学湍流源的起源。我们估算了温度扰动的辐射弛豫时间尺度,并研究了该时间尺度对扰动波长、盘内位置、盘质量和尘气质量比的依赖关系。随后我们将热弛豫判据应用于定位对流超稳定性、垂直剪切不稳定性和僵尸涡旋不稳定性的模式。我们的计算采用了最新的表格化尘埃和气体平均不透明度,并考虑了与发射物种的碰撞耦合。弛豫判据将典型 T Tauri 盘的主体定义为易于发展线性流体动力学不稳定性。中平面从至多 2 au 到 40 au,以及 140 au 以外,对对流超稳定性不稳定。垂直剪切不稳定性可在 15 au 到 180 au 之间发展。从种子噪声连续生成的(僵尸)涡旋可在内部 0.8 au 内起作用。需要包含尘埃和气体不透明度演化的动态盘模型,才能清晰定位流体动力学湍流,特别是其非线性阶段。
引用
@article{arxiv.1704.06786,
title = {Efficiency of thermal relaxation by radiative processes in protoplanetary discs: constraints on hydrodynamic turbulence},
author = {M. G. Malygin and H. Klahr and D. Semenov and Th. Henning and C. P. Dullemond},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.06786},
year = {2017}
}
备注
13 pages, 8 figures