原行星盘中的风驱动吸积——II：径向依赖性与全局图像

非理想磁流体动力学效应在决定原行星盘（PPDs）中的角动量输运机制与效率以及湍流水平方面起着至关重要的作用，而这些是理解 PPD 演化和行星形成的关键。我们之前的工作表明，在 1 AU 处，当同时考虑欧姆电阻率和双极扩散（AD）时，磁旋转不稳定性（MRI）被完全抑制，导致层流流动，其吸积由磁离心风驱动。在本工作中，我们利用局部剪切盒模拟研究了层流风解的径向依赖性。获得了层流风角动量输运的标度关系，我们发现风驱动吸积率可近似为 $\dot{M} \sim 0.91 \times 10^{-8} R_{\rm AU}^{1.21} (B_z/10\,{\rm mG})^{0.93} M_\odot/{\rm yr}$，其中 $B_z$ 是贯穿盘的大尺度垂直磁场强度。该结果与盘的面密度无关。我们概述了层流风解存在的四个判据：1) 欧姆电阻率主导的中平面区域；2) 双极扩散主导的盘上层；3) 存在（不过弱）的净垂直磁通量；4) 盘表面之外气体具有足够的电离度。对于典型的 PPD 吸积率，所有这些判据很可能在盘的内区（从约 0.3 AU 到约 5-10 AU）得到满足。在此半径之外，角动量输运可能由 MRI 和盘风的组合进行，并最终在外盘由 MRI 主导（在强 AD 存在的情况下）。我们的模拟结果为 PPD 中吸积过程的新范式提供了关键要素。