辐射自引力原恒星盘中的角动量输运性质

自引力盘的半解析模型通常利用粘性现象学来近似由引力不稳定性产生的角动量输运。这使得可以采用标准的粘性演化方程，并给出了有希望的结果。然而，这种近似何时适用仍不清楚。本文利用高分辨率三维光滑粒子流体动力学(SPH)模拟，对具有辐射输运的自引力原恒星盘进行了测试。与引力不稳定性相关的角动量输运的性质被表征为恒星质量和盘-恒星质量比的函数。有效粘性由盘中的雷诺应力和引力应力计算得出。然后将其与假设局部热力学平衡（或等价地，局部耗散率与局部冷却率匹配）时确定的有效粘性进行比较。总的来说，这里考虑的所有盘都进入一种自调节状态，其中引力不稳定性产生的加热受到局部辐射冷却的调节。研究发现，低质量盘确实可以用局部的“alpha参数化”来表示，前提是盘的高宽比很小(H/R < 0.1)，这通常在盘-恒星质量比q < 0.5时成立。然而，这一结果并不适用于质量接近中心天体的盘。这些盘会经历瞬时的爆发事件和全局波输运，并且有效粘性不能通过假设局部热力学平衡来很好地建模。尽管存在这些效应，研究表明大质量（致密）盘可以保持稳定而不碎裂，通过恒星吸积和径向扩展迅速演化以降低其盘-恒星质量比。