包含非理想磁流体力学效应的垂直剪切不稳定性全局模拟
地球与行星天体物理
2020-03-11 v3 太阳与恒星天体物理
摘要
原行星盘（PPDs）中角动量输运的机制与湍流水平对理解行星形成的诸多方面至关重要。近年来，人们认识到磁旋转不稳定性（MRI）因非理想 MHD 效应在 PPDs 中往往受抑制，盘大体为层流，吸积由磁化盘风驱动。与此同时，已确认若干水动力学机制也可能产生强烈湍流并驱动盘吸积。我们通过包含 ambipolar diffusion 和欧姆电阻的二维全局非理想 MHD 模拟，研究了 PPDs 中 MHD 风与垂直剪切不稳定性（VSI，最有前景的水动力学机制之一）的相互作用。我们发现，对于典型盘参数，MHD 风可与 VSI 共存，吸积主要以风驱动并伴随强烈的 VSI 湍流。VSI 的性质与无磁化情形相似，风与整体场构型不受 VSI 湍流强烈影响，表现出中平面电流片的适度变率和波纹。气体与磁场耦合的增强削弱了 VSI。VSI 也随磁化增强而减弱，且我们发现 VSI 特有的波纹运动转变为低幅呼吸模振荡。
引用
@article{arxiv.1912.02941,
title = {Global Simulations of the Vertical Shear Instability with Non-ideal Magnetohydrodynamical Effects},
author = {Can Cui and Xue-Ning Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02941},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 16 figures, accepted for publication in ApJ