二维辐射流体动力学模拟中内死区边界的变异性
地球与行星天体物理
2024-12-18 v1
摘要
原行星盘的内区域容易受到热不稳定性的影响,这可能显著影响行星形成区域的热力学和动力学演化。可观测为间歇性吸积爆发,此类周期性扰动塑造了盘的垂直和径向结构。我们研究围绕一颗II类T Tauri星的内盘边缘的稳定性,并分析热不稳定性对内盘在垂直和径向维度上演化的影响。特别关注固体捕获压力极大值的出现与消失。我们的二维轴对称辐射流体动力学模型包括从高湍流内盘到死区的过渡、恒星辐照和粘性耗散产生的加热、垂直和径向辐射传输以及自适应尘埃-气体质量比。模拟的时间框架包括热不稳定阶段和宁静阶段。我们在热稳定性的S曲线上追踪热不稳定性。热不稳定性可以在中等吸积率的盘中发展,源于死区中磁旋转不稳定性的激活。热不稳定性在内盘周围创建一个广泛的磁旋转不稳定性活跃区域,并破坏了死区内边缘的稳定砾石和迁移陷阱。我们的模拟一致地展示了热不稳定再闪络的发生,其与初始热不稳定性一起,在1 AU以内的内盘中产生压力极大值,可能为流动不稳定性提供有利条件。在数千年的时间尺度上,热不稳定性定期破坏1 AU以内盘在径向和垂直方向上的结构。虽然产生了多个压力极大值,但稳定的迁移陷阱在热不稳定阶段被摧毁并在之后恢复。我们的模型为更详细地研究吸积率短期变异性等现象提供了基础。
引用
@article{arxiv.2411.05444,
title = {Variability of the inner dead zone edge in 2D radiation hydrodynamic simulations},
author = {Michael Cecil and Mario Flock},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.05444},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 15 figures, accepted for publication in A&A