具有综合盘微观物理的原行星盘内区全局模拟
地球与行星天体物理
2017-08-23 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
弱电离原行星盘(PPDs)的气体动力学主要由气体与磁场之间的耦合支配，该耦合由三种非理想磁流体动力学(MHD)效应（欧姆、霍尔、双极）描述。先前纳入这些过程的局部模拟已揭示PPDs内区大体为层流，并伴随风驱动吸积。我们对这些区域（ AU）进行了二维轴对称、完全全局的MHD模拟，考虑了所有非理想MHD效应，采用列表扩散系数并近似处理外部电离与加热。当净垂直场与盘自转对齐时，霍尔剪切不稳定性强烈放大水平磁场，使整体动力学依赖于初始场构型。在盘形成后，盘可能弛豫为一个内区，其特征是中平面两侧不对称的场构型，并平滑过渡到更对称的外区。角动量输运由MHD风与层流麦克斯韦应力共同驱动，在不同高度存在吸积流与减积流，且来自盘两侧的风适度不对称。对于反对齐场极性，弱磁化盘稳定为不对称的场构型，超声速吸积流集中在盘表面一侧，且盘两侧的风高度不对称。在所有情况下，风本质上是磁热性的，其质量损失率超过吸积率。磁化更强的盘给出更对称的场构型与流动结构。更深的远紫外穿透导致更强且更不稳定的外流。还讨论了其对观测和行星形成的意义。
引用
@article{arxiv.1707.00729,
title = {Global Simulations of the Inner Regions of Protoplanetary Disks with Comprehensive Disk Microphysics},
author = {Xue-Ning Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.00729},
year = {2017}
}
备注
32 pages, 22 figures, accepted for publication in ApJ