含死区原行星盘的磁旋转湍流建模
地球与行星天体物理
2015-05-30 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流严重影响原行星盘中固体的演化。另一方面，小尘埃颗粒通过捕获气体与磁场耦合所需的电离气体颗粒来稳定MRI。为对尘埃与MRI协同演化的建模提供经验基础，我们对具有不同大小MRI不活跃“死区”及不同强度净垂直磁通量的垂直分层剪切盒进行了三维欧姆电阻性MHD模拟。我们发现，湍流的垂直结构可以由垂直磁通量与从分层盘中MRI线性分析导出的三个临界高度很好地表征。特别是，湍流结构仅通过临界高度依赖于电阻率剖面，而对电阻率剖面的细节不敏感。我们发现了各种湍流量（速度弥散、密度起伏、垂直扩散系数与外流质量通量）的幅度与垂直积分吸积应力之间的标度关系。我们还获得了积分吸积应力作为垂直磁通量与临界高度函数的经验公式。这些经验关系允许在给定磁通量强度与给定电阻率剖面下预测原行星盘的垂直湍流结构。
引用
@article{arxiv.1108.4892,
title = {Modeling Magnetorotational Turbulence in Protoplanetary Disks with Dead Zones},
author = {Satoshi Okuzumi and Shigenobu Hirose},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.4892},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 18 figures, accepted for publication in ApJ