电阻率驱动的垂直分层吸积盘状态变化

我们通过一系列使用Athena代码的局部模拟，研究了剪切粘滞和欧姆电阻率对垂直分层吸积盘中磁旋转不稳定性的影响。首先，我们使用一系列非分层模拟来校准作为分辨率和背景场强度函数的物理耗散；磁普朗特数Pm = 粘滞/电阻率对湍流的影响可通过每个盘标高约32个网格单元捕捉到。与先前结果一致，我们的分层盘计算以亚热、主要为环向的磁场为特征，该磁场在|z| < 2 H范围内产生MRI驱动的湍流。在|z| = 2 H以上，磁压占主导，磁场具有浮力不稳定性。在盘面附近也产生大尺度径向和环向场，随后上升穿过盘面。这种平均场的极性在大约10个轨道周期的周期内切换，这一过程可由α-ω发电机很好地建模。湍流应力随Pm增加而增加，但与未分层模拟相比依赖性较浅。对于足够大的电阻率（量级为cs H/1000，其中cs是声速），盘面2 H范围内的MRI湍流经历电阻衰减期，随后重新增长。这种重新增长是由发电机对环向场的放大引起的。该过程导致应力在10到100个轨道时间尺度上出现大幅振幅变化，这可能与观测到具有高和低吸积状态的部分电离盘有关。