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流动不稳定性的物理机制

地球与行星天体物理 2024-08-15 v1 太阳与恒星天体物理 地球物理

摘要

行星形成理论的主要障碍是米级尺度障碍。克服它的最有前景的方法之一是通过流动不稳定性(SI)。不幸的是,导致这种不稳定性起始的机制仍然是个谜。最近研究表明,SI 是一种涉及惯性波的共振拖曳不稳定性(RDI)。我们基于这一洞察,阐明了 SI 发展的物理图像,同时用透明的数学方法支撑这一图像。与所有 RDI 一样,SI 建立在一个反馈环上:在"正向作用"中,惯性波将尘埃浓缩成团块;在"反向反应"中,这些漂移的尘埃团块激发惯性波。每个过程分为快速机制和慢速机制。在共振时,每个正向机制可以与一个反向机制耦合以闭合反馈环。不幸的是,快速-快速环是稳定的,因此 SI 使用快速-慢速和慢速-快速环。尽管存在这最后一层复杂性,我们希望我们的解释能帮助理解 SI 如何工作、在何种条件下可以增长、如何表现以及如何饱和。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.07441,
  title  = {The physical mechanism of the streaming instability},
  author = {Nathan Magnan and Tobias Heinemann and Henrik N. Latter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.07441},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, accepted for publication in MNRAS