受辐照自引力盘的稳定性

在吸积盘的大半径处，自引力作为角动量输运过程变得具有竞争力，那里的温度足够低，以至于外部辐照很可能对热平衡有贡献。已知辐照会削弱盘的自引力强度，并且如果盘维持在超过线性不稳定性阈值之上，则可以完全抑制自引力。然而，其对盘碎裂倾向性的影响尚不明确。我们使用二维数值模拟来研究自引力盘的演化，作为局部冷却时间和辐照强度的函数。在盘不发生碎裂的区域内，我们表明局部热平衡继续决定应力——该应力可表示为有效粘性alpha——直至非常长的冷却时间（至少240个动力学时）。在该区域内，扰动的功率谱由有效粘性alpha唯一确定，而非由冷却率决定。碎裂发生在冷却时间tau < beta_crit / Omega时，其中beta_crit是辐照水平的弱函数。我们发现，当辐照从零增加到不稳定性几乎被抑制的水平时，beta_crit大约下降两倍。数值结果表明，辐照通常不能阻止大半径处自引力盘的碎裂；如果其他角动量输运源很弱，质量将不断累积直至自引力出现，随后碎裂将发生。