引力湍流吸积盘的性质

我们利用由引力扭矩引起的有效粘度的真实描述，探讨了冷引力湍流吸积盘——即处于引力不稳定边缘且未碎裂的吸积盘——的性质。该描述基于薄吸积盘中的角动量输运与稳态下盘冷却之间的直接关系。假设不透明度由尘埃主导，我们能够在假定边缘引力稳定性的情况下，自洽地推导出给定 $\dot M$ 下的吸积盘性质。我们还考虑了盘的外部辐照，并计入了可能由 MRI 引起的非零背景粘度。我们描述了不同共存盘状态（例如辐照盘与自发光盘之间，或引力湍流盘与粘滞盘之间）的空间转变，并确定了在多种情况下盘必然发生碎裂的边界位置。我们特别证明，在 $\dot M$ 足够低时，外部辐照能够稳定引力湍流盘使其一直免于碎裂直至无穷远，从而提供了向中心天体稳定输运质量的途径。我们讨论了研究结果对原行星盘中通过引力不稳定性形成行星的可能性、银河系中心恒星形成以及星系核中为超大质量黑洞提供物质供给等问题的启示。