原行星盘中死区的罗斯贝波不稳定性和长期演化

原行星盘中电离度较低的区域（即死区，DZs）的角动量输运物理机制尚不清楚。死区的存在自然会导致易受罗斯贝波不稳定性 (RWI) 影响的条件，该不稳定性会产生涡旋和螺旋密度波，这可能会使死区复活，并负责观测到的大尺度盘结构。我们展示了一系列二维流体力学模拟，以研究 RWI 在死区中的作用，包括其对盘长期演化及其形态的影响。非线性 RWI 能在死区中产生高达 $0.01 - 0.05$ 的雷诺应力（有效 $\alpha$ 参数），有助于在整个盘中维持准稳态吸积。它还产生了新颖的盘形态，包括 $m = 1, 2$ 的方位不对称性以及非典型的涡旋形状。角动量输运强度和形态对两个参数最敏感：死区的径向范围和盘粘度。当死区的径向范围小于其到中心恒星的距离时，产生最大的雷诺应力。这种狭窄的死区在准稳态下会导致单个涡旋或两个相干的对跖涡旋。更宽死区的边缘分别演化，导致两个独立的涡旋并降低角动量输运效率。在任一情况下，我们发现由于非线性 RWI 产生的雷诺应力，引力不稳定性不太可能在跨越死区的角动量输运中发挥作用，除非吸积率足够高。