电阻磁流体力学模拟与渐近展开中的磁化吸积盘
太阳与恒星天体物理
2023-10-04 v1 高能天体物理现象
摘要
目的。中央天体与其吸积盘之间磁联结的逼真模型是理解恒星与恒星遗迹自转历史的先决条件。为此，我们旨在提供一个与磁流体力学（MHD）模拟相符的解析模型。方法。我们首次写出薄磁吸积盘的完整稳态渐近展开方程，包括感应方程与能量方程。我们还使用公开代码 PLUTO 对具有磁偶极子的恒星周围吸积盘进行了电阻 MHD 模拟。我们将解析结果与数值解比较，并在先前描述星–盘磁层相互作用的感应方程解的背景下讨论结果。结果。我们发现穿过吸积盘的磁场在薄盘内被抑制数个量级，因此恒星磁场的存在并不强烈影响速度场，也不影响盘内密度分布。MHD 模拟中的密度与速度场与解析解的径向和垂直剖面吻合。定性上，MHD 模拟得到的内部磁场类似于此前仅通过求解盘内感应方程所获得的解。然而，盘外磁场膨胀在定量上影响了磁场构型；这反映于净力矩中。恒星所受力矩在磁性情形下比非磁性情形大一个量级。MHD 情形下恒星的自旋加速发生在与吸积时标相当的时间尺度上，而无恒星磁场时则慢一个量级。
引用
@article{arxiv.2308.14910,
title = {Magnetically threaded accretion disks in resistive magnetohydrodynamic simulations and asymptotic expansion},
author = {Miljenko Čemeljić and Włodek Kluźniak and Varadarajan Parthasarathy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.14910},
year = {2023}
}
备注
17 pages, accepted in Astronomy and Astrophysics. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1907.12592