过渡盘的全局霍尔磁流体动力学模拟

背景。过渡盘是一种以中心尘埃和气体空腔为特征的原行星盘。这些空腔如何形成和维持的机制，以及其观测到的 $10^{-8} -10^{-7} \, M_{\odot} \, \mathrm{yr}^{-1}$ 高吸积率，一直是活跃研究的课题。目的。本研究旨在调查在欧姆电阻率（OR）和双极扩散（AD）之外引入霍尔效应（HE）如何影响过渡盘的结构。核心关注点是空腔的动力学演化，以及它是否确实能产生跨声速吸积，正如理论模型所预测的那样，以解释尽管内盘密度低但仍观测到的高吸积率。方法。我们展示了过渡盘的 2D 轴对称全局辐射磁流体动力学（MHD）模拟结果，其中考虑了所有三种非理想 MHD 效应。我们使用了 NIRVANA-III 流体代码，并以一个空腔延伸至 $R=8~\mathrm{au}$、密度对比为 $10^5$ 的盘初始化了我们的模型。我们进行了三次运行，一次仅包含 OR 和 AD，另外两次则分别在包含 HE 时产生的两种构型下进行，即磁场与自转轴平行（反平行）。结果。对于所有三次运行，我们的模型都维持了完整的内空腔和外部标准盘。MHD 风从空腔和盘中同时发射。值得注意的是，当包含 HE 时，空腔内形成了环状结构。此外，我们获得了 $3 - 8 \times 10^{-8} \, M_{\odot} \, \mathrm{yr}^{-1}$ 的吸积率，与在完整盘中看到的典型值相当。重要的是，我们在空腔中清楚地观察到了跨声速吸积（$v_{\mathrm{acc}} \gtrsim c_{s}$）。此外，在所有三次运行中都发生了向外的磁通量输运。