关于星盘光致蒸发的理论

我们讨论了一个流体动力学模型，用于描述年轻低质量（<1.5 M_sun）恒星周围的原行星盘在中心天体高能辐射的光致蒸发作用下消散的过程，该模型同时考虑了辐射场的远紫外 (FUV) 和 X 射线成分。我们给出了解析标度关系，并推导了总质量损失率的估计值，同时讨论了来自原始盘和带有内洞的盘的流动是否存在相似性解。此外，我们进行了覆盖广泛参数空间的数值计算，从而能够提供质量损失率随系统物理参数（X 射线和 FUV 光度、恒星质量、盘质量、盘温度及内洞半径）变化的精确标度关系。模型表明，X 射线成分主导了内盘的光致蒸发质量损失率。质量损失率的值在 10e-11 到 10e-7 M_sun/yr 范围内，并与 X 射线光度成线性标度关系，仅微弱依赖于所探索的其他参数。然而，在 FUV 与 X 射线光度比 (L_FUV/L_X>100) 很高的情况下，FUV 会压缩 X 射线流并可能主导质量损失。对具有内洞的低质量盘的模拟展示了盘清除的进一步阶段，我们称之为“热扫除”。这一过程发生在中平面压力降至足够低的值时。在此阶段，一个受束缚的、温暖的、被 X 射线加热的区域变得足够大且不稳定，以至于剩余的盘物质在近似动力学时标上被清除。这一过程显著缩短了清除盘外部区域所需的时间，导致预期的过渡盘群体将以吸积天体为主，正如近期观测所表明的那样。