原恒星盘形成中的非理想磁流体力学效应与磁制动灾难

观测表明，分子云中致密的恒星形成核具有显著磁化。在理想磁流体力学极限下，中等强度的真实磁场已被证明会通过灾难性磁制动，抑制低质量恒星形成过程中原恒星吸积阶段旋转支撑盘的形成。我们通过二维（轴对称）模拟，探讨了利用包含尘埃颗粒的简化化学网络计算得到的真实水平非理想效应，是否能够足够削弱磁制动，从而使旋转支撑盘得以形成。我们发现，在盘形成相关的大部分密度范围内占主导地位的非理想磁流体力学效应——双极扩散，至少在二维情况下并不能促成盘的形成。原因在于，双极扩散使得在理想磁流体力学极限下会被拖入中心恒星体的磁通量，转而堆积在一个小的星周区域内，导致该区域的磁场强度（从而制动效率）大大增强。我们还发现，在数十天文单位或更大的尺度上，真实水平的欧姆耗散，无论是单独作用还是与双极扩散结合，都不足以削弱磁制动以形成旋转支撑盘。霍尔效应是这三种非理想磁流体力学效应中探索最少的一种，即使初始核心不旋转，它也能使靠近中心天体的物质加速到显著的超声速旋转速度，尽管被加速的物质仍远低于开普勒速度，无法形成旋转支撑盘。在磁化达到真实水平的致密核中，阻碍盘形成的灾难性磁制动问题仍未解决。本文讨论了该问题可能的解决途径。