原行星盘层流模型中的电加热与角动量输运
地球与行星天体物理
2020-05-07 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
原行星盘的垂直温度结构关系到若干与行星形成相关的过程，例如气体和尘埃颗粒化学、冰线和对流。温度剖面受中心恒星的辐照以及任何内部热源（如气体吸积可能产生的热源）控制。我们研究了层流盘中磁场的电阻耗散所产生的热量和角动量输运。我们使用局部一维模拟来获得内盘（0.5 至 4 au）典型条件下的垂直温度剖面。在对气体电离和 opacity 作简单假设下，加热和冷却率在辐射非理想磁流体力学框架内自洽计算。我们刻画了关于中平面对称并可能与饱和 Hall-剪切不稳定模式相关的稳态解。我们还考察了由全局吸积-喷流结构驱动的电流的耗散。在这两种情况下，我们都获得了在足够高 opacity 下的显著加热。强磁场可在盘中平面诱导出量级为一的温度升高、对流不稳定的熵剖面，以及相当于 的黏性加热的表面发射率。这些结果表明，在弱电离盘中，磁场如何驱动高效的吸积和加热，而此处湍流可能低效，至少对于一定范围的盘半径和年龄是如此。
引用
@article{arxiv.2003.13263,
title = {Electric heating and angular momentum transport in laminar models of protoplanetary disks},
author = {William Béthune and Henrik Latter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13263},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 21 figures, published in MNRAS; the previous version used an incorrect gas density to compute the opacity (2.5x lower than indicated) and ionization fraction