磁耦合盘风系统中环与缝的形成:双向扩散与重联
太阳与恒星天体物理
2018-03-19 v2 地球与行星天体物理
高能天体物理现象
摘要
星周盘中的径向子结构现已被 ALMA 常规观测到。也有越来越多的证据表明盘风在此类盘中驱动吸积。我们通过二维(轴对称)模拟表明,在磁耦合盘风系统中,在数十 au 尺度上会自然发展出环与缝,其中双向扩散(AD)是主导的非理想 MHD 效应。在磁场与物质中等耦合的模拟中,盘保持相对层流,径向电流被 AD 陡化为中面附近的薄层。环向磁场在该层中急剧反号,产生巨大的磁力矩驱动快速吸积,将极向场拖拽成高度收缩的径向构型。该收缩场的重联产生磁环,其中净极向磁通量(从而吸积率)减小,形成致密环。具有更强极向磁场的邻近区域吸积更快,形成缝。在磁耦合更好的模拟中,所谓的“雪崩吸积流”在盘表面附近持续发育,使盘风系统更为混沌。尽管如此,显著的环与缝仍至少部分由重联产生,其再次实现了极向场与盘物质的分离,类似于扩散更强的盘。然而,此时的重联由 MRI 通道流的非线性增长驱动。在快速吸积却层流的盘中形成环与缝,对尘埃沉降与捕获、颗粒生长及行星形成具有有趣的意义。
引用
@article{arxiv.1712.06217,
title = {The formation of rings and gaps in magnetically coupled disk-wind systems: ambipolar diffusion and reconnection},
author = {Scott S. Suriano and Zhi-Yun Li and Ruben Krasnopolsky and Hsien Shang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.06217},
year = {2018}
}
备注
21 pages, 16 figures, accepted by MNRAS