引力湍流与天体物理盘中小尺度参数不稳定性的激发
地球与行星天体物理
2017-08-02 v1 高能天体物理现象
摘要
年轻的原行星盘和活动星系核的外半径区域可能受到引力不稳定性影响，并因此进入“引力湍流”状态。在此状态下，可观的角动量可以被输运。或者，气体可能坍缩成束缚团块，成为行星或恒星的前身。本文通过数值方法刻画了三维引力湍流的性质，特别关注其对数值参数（分辨率、计算域大小）的依赖性及其对小尺度动力学的激发。通过使用 PLUTO 和 RODEO 对垂直分层剪切盒模拟进行普查，我们发现：(a) 有证据表明，某些引力湍流性质仅在水平盒尺寸大于约 （其中 为高度标度）时才与水平盒尺寸无关；(b) 在高分辨率下，小尺度各向同性湍流出现在中平面外约 处；(c) 这种小尺度动力学源于一种参数不稳定性，涉及惯性波与大尺度轴对称本轮模式的耦合。该模式以接近 的频率振荡，并通过一个待确定的非线性过程被引力湍流自然激发。我们揭示的小尺度湍流对广泛的盘物理过程具有潜在影响，例如湍流饱和水平、碎裂、湍流混合和尘埃沉降。
引用
@article{arxiv.1706.06537,
title = {Gravito-turbulence and the excitation of small-scale parametric instability in astrophysical discs},
author = {A. Riols and H. Latter and S-J. Paardekooper},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06537},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 19 figures, accepted for publication in MNRAS