天体物理边界层中的波介导角动量输运

背景。吸积盘向弱磁化恒星的吸积导致边界层（Boundary Layer, BL）的形成，其中气体损失其多余动能并沉降到恒星上。关于 BL 仍存在许多开放问题，例如角动量（Angular Momentum, AM）的输运或垂直结构。目的。本工作的目标是研究 BL 中的 AM 输运，在此处由于角速度 $\Omega(r)$ 随半径增加，磁旋转不稳定性（magneto-rotational instability, MRI）不发挥作用。因此我们将寻找一种合适的机制并检验其效率与影响。方法。我们在一个柱坐标系 $(r, \varphi)$ 中对围绕年轻恒星的薄、垂直积分吸积盘进行二维数值流体动力学模拟。我们采用真实的状态方程，并包含来自盘表面的冷却以及径向和方位角方向的辐射输运。盘中的黏性由 {\alpha}-模型处理；在 BL 中不包含黏性项。结果。我们发现我们的设置对声速不稳定性（sonic instability）不稳定，该不稳定性在模拟开始不久后 onset。产生声波并穿越域，在 BL 附近发展出弱激波。此外，系统经历反复爆发，盘中活动剧烈增强。不稳定性和波在超过 2000 个轨道周期内未衰减。结论。确实存在一种纯流体动力学机制能够在 BL 中实现 AM 输运。它是高效的且由波介导；然而，这使其成为一种非局域输运方法，意味着诸如 {\alpha}-黏性之类的有效局域黏性模型可能不适用于 BL。讨论了非局域 AM 输运的多种进一步影响。