湍流线宽作为原恒星盘中自引力的诊断工具
太阳与恒星天体物理
2015-06-11 v1 地球与行星天体物理
摘要
我们利用大质量原恒星盘的光滑粒子流体动力学模拟，研究了在自引力作为角动量输运主要来源的盘中，分子谱线预期展宽的情况。模拟包含了辐射转移过程，并涵盖了从 0.25 到 1.5 的盘 - 星质量比范围。通过减去平均方位角流速，我们计算了由自引力诱导的大尺度结构和湍流所引起的面内及垂直方向特有速度的分布。对于较低质量的盘，我们表明特征特有速度与有效湍流粘滞参数的平方根成正比，这与局部湍流盘理论的预期一致。推导出的速度是各向异性的，面内值显著大于垂直值。随着盘质量的增加，局部确定的湍流近似的有效性被打破，并伴随着异常大的面内展宽。此外，由于低阶螺旋模的重要性，方差也很高。对于低质量盘，面内展宽的量级在一阶近似下等于局部盘理论的预测，因此无法约束湍流的来源。然而，结合我们的结果与先前对磁旋转不稳定性 (MRI) 活跃盘中预期湍流展宽的评估，我们认为，如果能够测量特有速度场随盘倾角的各向异性，则在这些系统中可以将自引力与 MRI 区分开来。此外，对于大质量盘，大尺度模的主导贡献是自引力湍流区别于 MRI 驱动湍流的一个显著特征。
引用
@article{arxiv.1208.4224,
title = {Turbulent Linewidths as a Diagnostic of Self-Gravity in Protostellar Discs},
author = {Duncan H. Forgan and Philip J. Armitage and Jacob B. Simon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.4224},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 13 figures, accepted for publication in MNRAS