非均匀宇宙射线离子化下的原始盘形成与早期演化

磁场对角动量输运在盘的形成与演化中至关重要。磁场效应因非理想磁流体动力学 (MHD) 效应如斥离子化和欧米斯耗散而受到抑制，这些效应取决于离子化程度。宇宙射线 (CRs) 是星形成云中离子化的主要来源，其分布非均匀，受气体密度和磁场的影响。因此，CRs、磁场和气体相互作用。在本工作中，我们在 Athena++ 中开发了一个新的完全隐式宇宙射线输运模块，并对从分子云核心坍缩形成的盘进行三维仿真。由于 CRs 在盘尺度上的稠密气体中被强烈衰减，磁场分布与假设均匀离子化率的常规模型有显著不同。虽然盘外部的总磁通量仍与气体外围相似，因为气体仍足够离子化且良好耦合，但盘内的磁场因更强的非理想 MHD 效应而扭曲程度较小。因此，磁角动量输运在盘尺度上受到强烈抑制，导致更不稳定的盘形成，螺旋臂更为突出。我们的仿真表明，由于 CR 输运和衰减导致的非均匀离子化对盘的形成与演化具有显著影响。