星际形成期磁控脉动吸积. I. 问题表述与求解方法

我们对围绕形成星的等温磁性盘的后期吸积演化问题进行表述。该演化由六流体 MHD 方程描述，考虑到中性物质、原子和分子离子、电子以及中性、正电和负电粒子的存在。仅假设电子流体与磁场相连，以探讨离子从磁场线上分离的效应，这种分离在密度低至 10^8 cm^-3 时便会开始。采用“中心吸积近似”以规避对密度大于 10^11 cm^-3 时中心不透明区域演化的描述问题。如此一来，可在无需实施形成星内部数值代价高昂的辐射传递计算的情况下，研究围绕形成星的等温盘的结构与演化。计算了形成星中积聚的质量与磁通，以及它们对周围盘结构与演化的影响。求解的数值方法首先使用自适应网格，随后在中心半径几倍于天文单位的区域变得不透明后，改用固定但非均匀的网格，包含中心吸积单元。该方法还涉及隐式时间积分器、具有传递性质的迁移差分方案、单元内力的二阶差分近似、引力场和磁场的积分近似，以及允许准确研究中性流体中冲击波形成与演化的张量人工粘性。