自引力磁化盘的演化 II- MHD 湍流与引力不稳定性之间的相互作用

我们进行了三维磁子hydrodynamic (MHD) 数值模拟，研究具有adiabatic 状态方程的自引力和弱磁化盘的演化。此类盘受制于磁力旋转不稳定和引力不稳定性的发展，这两种不稳定性将将角动量向外输运。如同以前的研究一样，我们的hydrodynamical 模拟显示出强 m=2 螺旋结构的生长。这种螺旋扰动驱动物质向中心物体移动并在 Toomre 参数 Q 远高于 1 时消失。当弱磁场存在时，磁力旋转不稳定生长并导致湍流。这种情况下，引力应力张量的强度约为hydrodynamical 模拟的 1/2，且周期性振荡，在最低点时接近极小值。我们将这种行为归因于第二种螺旋模式，其模式速度高于hydrodynamical 模拟中占主导地位的那一种。后者似乎由 MHD 湍流所致的高频运动所激发。这两种螺旋模式的非线性耦合导致应力张量随时间振荡，其频率为各模式频率的组合。因此，MHD 湍流与引力不稳定性之间的相互作用导致中心物体上的质量吸积率减小。