年轻气态巨行星周围盘中的磁耦合
地球与行星天体物理
2014-02-11 v2
摘要
我们研究了环绕年轻气态巨行星的气体和尘埃盘具备足够导电性以经历由磁旋转不稳定性驱动湍流的条件。通过对原木星周围盘中的电离和电导率进行建模，我们发现如果太阳附近发出的 X 射线能到达行星附近，且满足以下任一条件，则湍流是可能的：(1) 气体面密度处于通过将木星卫星增强至太阳成分而构建的最小质量模型范围内，同时尘埃从盘大气中耗尽；或 (2) 面密度小得多，处于由太阳星云供给物质的贫气模型范围内，但不至于低到使双极扩散将中性气体与等离子体解耦。结果支持原木星盘的最小质量模型和贫气模型：(1) 含尘的最小质量模型具有足够低的内部电导率，可防止通过磁力进行角动量转移，这是物质在卫星形成期间保持原位所必需的。(2) 贫气模型具有磁活跃的表面层和解耦的内部“死区”。太阳星云中类似的活跃层产生的吸积应力范围与构建环木星贫气模型时所假设的范围一致。我们的结果还指出了这两类模型可进一步发展的方面。非湍流的最小质量模型将通过沉降从其大气中失去尘埃，使气体能够通过薄表面层吸积。对于贫气模型，关键在于确定是否有足够的恒星 X 射线和紫外光子到达环木星盘。此外，应力与压力之比应随距行星距离的增加而增大，可能导致 episodic 吸积爆发。
引用
@article{arxiv.1306.2276,
title = {Magnetic Coupling in the Disks Around Young Gas Giant Planets},
author = {N. J. Turner and M. H. Lee and T. Sano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.2276},
year = {2014}
}
备注
35 pages, 8 figures. Chemical network description expanded in sec. 4.1. Turbulent mixing discussion reorganized in secs. 6.3-6.4. Accepted to ApJ