Rossby波不稳定性与3D非理想MHD风发射盘中的亚结构形成
地球与行星天体物理
2024-08-15 v2
摘要
环与间隙在原始盘粉尘连续光谱中常见观测。它们的形成与演化仍有争议。先前的研究表明,风发射盘中可以发生自发性气体环与间隙的形成。本文通过数值模拟展示,此类气体亚结构会因Rossby波不稳定性(RWI)而不稳定。具体而言,较短波长的方位模式较早发展,较长波长者则在后期占据主导,形成环中呈椭圆(弧形)逆气旋涡和间隙中(强磁化)顺气旋涡,直至模拟结束仍维持。我们发现,在非理想MHD模拟中,纵横比达10甚至更大的高度椭圆涡会随时间衰减,与湍流情况不同。这种差异可能由磁力引起的运动所致,尤其是强劲的纵向循环,其方位分量的涡旋值较大,可能与涡旋所偏好的柱状结构不相容。顺气旋和逆气旋RWI涡旋在饱和水平上达到适中程度,修改但并未破坏盘中径向气体分布的环与间隙。特别是,它们不会阻止低密度区域中磁流体力的积聚,也不会阻止那些在风发射盘中构成环与间隙的特征纵向流动模式。尽管如此,RWI及其关联涡旋为通过非理想MHD产生原始盘中少数观测到的非轴对称粉尘特征开辟了可能性,尽管需要更详细的粉尘处理来探索这一可能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.08032,
title = {Rossby Wave Instability and Substructure Formation in 3D Non-Ideal MHD Wind-Launching Disks},
author = {Chun-Yen Hsu and Zhi-Yun Li and Yisheng Tu and Xiao Hu and Min-Kai Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08032},
year = {2024}
}
备注
Accepted by MNRAS. 18 pages, 16 figures