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Keplerian 盘的三维喷流模拟:自调节稳定性

天体物理学 2009-11-07 v1

摘要

我们将之前的二维模拟推广到三维,以模拟非相对论喷流从Keplerian 盘表面的时间依赖演化。盘本身被取为问题的固定边界条件。三维结果在喷流的稳态、轴对称、离心驱动的盘风中达到Alfv\'en面之前与理论一致。然而,在Alf\'en面之后,喷流在三维下对非轴对称的Kelvin-Helmholtz不稳定性而变得不稳定。我们显示,喷流通过一种自限制过程维持其长期稳定,其中喷流平均Alfv\'enic马赫数被维持在数量级为1。这通过至少两种方式实现。首先,径向磁场沿喷流的中轴线浓缩形成一个"backbone",其中Alf\'en速度足够高,以减小喷流平均Alf\'enic马赫数至1。其次,更高阶Kelvin-Helmholtz"flute"模(m≥2)的发生减少了喷流物质被加速的效率,并将流动的动能传递给扭曲喷流中拉伸的径向场线。这也具有增加Alf\'en速度、从而减小Alf\'enic马赫数的效果。通过这种方式,喷流能够存活下来,应对更具破坏性的m=1模的发生。我们的模拟还显示,喷流可以在相对稳定的终态中获得蜿蜒或摆动类型的几何形状,取决于对其施加的扰动性质。最后,我们建议喷流会进入交替的低和高活动周期,由于次Alf\'enic regime中不稳定模式的消失,使另一周期的加速到超Alf\'enic速度成为可能。

关键词

引用

@article{arxiv.astro-ph/0205465,
  title  = {Three-Dimensional Simulations of Jets from Keplerian Disks: Self--Regulatory Stability},
  author = {R. Ouyed and D. A. Clarke and R. E. Pudritz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0205465},
  year   = {2009}
}

备注

57 pages, 22 figures, submitted to ApJ