吸积盘中非均匀环向磁场的不稳定性
高能天体物理现象
2016-05-25 v1
摘要
提出一种新型不稳定性，其有望在吸积盘的纯环向磁场中驱动磁流体动力学（MHD）湍流。已知在较差自转系统中，均匀环向磁场在非轴对称和垂直扰动下由于磁旋转不稳定性（MRI）而不稳定，而在纯垂直扰动下稳定。与先前研究相反，本文提出了一种完全限制在赤道平面内的不稳定模式，由非均匀环向场中磁压力梯度力的膨胀性质所驱动。我们利用线性分析研究了这一增长本征模（我们将其命名为“磁梯度驱动不稳定性”）的基本特性，随后利用二维理想 MHD 模拟研究了相应的非线性演化。尽管单一的局域磁场通道本身无法提供充足的 Maxwell 应力来对角动量输运产生显著贡献，但我们发现，在多个局域磁场通道下相邻环向场之间的模式耦合会急剧生成高度湍流状态，并导致增强的角动量输运，其效率与先前关于 MRI 的研究所见相当。这种水平受限模式可能通过与环向 MHD 的互补增长以及与磁重联的耦合，在 MRI 的饱和过程中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.1603.04638,
title = {Instability of Non-uniform Toroidal Magnetic Fields in Accretion Disks},
author = {Kota Hirabayashi and Masahiro Hoshino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.04638},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in the Astrophysical Journal