原文

数量:5 (2)

• 查看PDF
• 下载

发射飞机的过渡层由汉堡漩涡吸积盘

*通信:

Abrahamyan毫克埃里温州立大学物理系,埃里温,亚美尼亚,电话:0542 236 8558;电子邮件:mabr08@mail.ru

文摘

传递(边界)的可能性表示层的一个吸积盘圆的年轻恒星形成汉堡涡融合径向流的物质,几乎homoge——neous旋转在核领域的双曲跌倒法律外围是考虑到——掠夺。过渡层的物理和几何特征。结果表明,过渡层的汉堡,在不同的过渡层的特点既能提供双相平行的形成外流加速成正比的垂直协调适时积累指数(活跃的阶段),并提供所有吸积物质由中央的捕获的身体。流出的行为是由汉堡涡的性质所决定的。

关键字

吸积盘;汉堡涡;流出

介绍

恒星的形成过程导致发生吸积盘(广告)在“年轻恒星的形成”(YSO) (1]。几乎所有这类对象的年龄已经达到订单的一个数百万年拥有这样的磁盘(2]。开放原恒星和气体和尘埃云一轮T的金牛座的恒星[3]证实了这一结论。恒星的形成机制以及其附属结构类型的吸积盘和双外流到目前为止还不清楚4,5]。角动量的机制问题,在吸积物质失去了角动量丰富的恒星,机制导致宏观动荡,和粘度与发生天体物理学,通常,双相,平行射流喷发吸积盘的中央地区,留在中心的许多研究人员的关注。考虑,例如,角动量由太阳风T金牛座的破碎阶段,然后广播磁盘的外部区域粘度(6]。粘度是由大规模动荡,但机制引起动荡,目前并不完全清楚……飞机爆发,从没有相对论HH观察对象(7]相对论micro-quasars和伽马暴(见例如,(8,9]),银河系外的流Mpc尺度的活动星系核(10),虽然传播和准直的飞机可以考虑不明确(11,12),其形成的确切机制仍不清楚。讨论磁机制连接代战机与交互旋转的物质吸积盘内部地区与中央恒星的磁场,或外部磁场(见例如[13- - - - - -16])。在热(见[17流一代])机制与吸积流相互作用与中央恒星磁盘边界层。在水动力旋转的机制18- - - - - -21)流出的特点是由一个涡的性质,类似于龙卷风发生。其他作者提供的水动力机制一直22]他们已经注意到,假设薄吸积盘的方法,应该是圆形轨道,从某些破碎临界半径。它会导致发生quasiradial物质流在磁盘和出现的飞机到期(引用先前的尝试中可以找到22])。

我们认识到的重要性流出YSO物理磁场。事实上,磁场的大小是间接甚至直接探测到附近的一些YSO和流出(见,例如,23])。他们在准直的角色从这些观察流出是显而易见的。然而,一个重要的观察结论x光属性YSO无关的存在或缺乏流出(24相当棒,如果流出动态取决于磁场是正确的。

在目前的工作我们继续发展旋涡的概念,现在,我们将努力的吸积盘中部地区汉堡涡的形式。这个漩涡是几轴向对称navier - stokes方程的精确解,通常用于描述不同属性的一个龙卷风,并广泛应用于研究致力于动荡发生,等等。(见例如[25])。

造型的吸积盘汉堡漩涡

n - s系统和轴向对称电流连续性方程的粘性环境圆中央身体质量M *的圆柱坐标r,θ,z是表示为:

(1)

(2)

(3)

(4)

ν运动粘度,ρ是均匀的质量密度,p是压力。导致方程由于轴对称问题的条款包含衍生品θ,也衍生品v_r和v_θ关于协调z是省略。

在均匀分布的情况下的静止质量连续性方程(4)允许精确解v_r= - Ar, v_z= 2。(5)

相应的方位运动方程(2)条件下

(6)

给以下表达式方位速度

(7)

角速度ω在有意义的均匀旋转的涡核区域,和r₀≡√(2ν/ A)。(8)

公式(5)和(7)是为数不多的完全轴对称n - s方程的解决方案是汉堡漩涡。

方位速度(7)最大,v_θmax= 0.6382ωr₀,在r_米1.12 r0。(8)

特征尺寸r₀(8),显然是由运动粘度ν和径向收敛速度的梯度流也同时描述垂直双极涡核区域的物质外流。

典型的转速中央身体表面的半径R * (RP)和周期时间(天),订单

(9)

(10)

身体表面的中央,一个订单吗

(11)

其中M *是身体中央的质量M *。合生的转动速度小于开普勒。这些速度之间的差异,一般来说,是一种秩序的开普勒的速度。这是一个巨大的负担在物质,减缓在相对较短的距离成为同步的表面。因此在这方面应该操作摩擦的重要力量,必须释放大量的能量。

内部区域的一个磁盘发生这种转变,是传递(边界)层(TL)磁盘。很明显,在这个领域中发挥的重要作用粘度和压力。

在目前的工作我们将努力提供过渡层汉堡涡的形式。这就要求转速涡的距离R *≪恰逢中央身体表面速度v *:

(12)

即ω的角速度旋转表面的中央机构,和TL的外边界涡的速度(7)应该顺利进入开普勒(10)。这给了

(13)

x_TL≡r_TL/ r0。

在安排图。1曲线代表汉堡涡的旋转概要文件(一个连续的曲线在右边的剩下摇摇欲坠的延续)和开普勒。这些曲线LD乐动体育官网的接触发生在下面无量纲参数的值:

(14)

在一个点(图。1)

(15)

因此,磁盘传递层,建模为汉堡漩涡,代表一个环的径向尺寸这个尺寸可能会有所不同从几个到十几个R∗。例如,对中央的身体与太阳的参数传递层的大小的顺序~ 30 r *。

平价(14)和(15)允许表达的最大速度旋转的涡团中央的身体和特征尺寸r_米:

(16)

由径向(1)和垂直集成(3)方程,考虑到(5),(7)传递的压力分布层,在一个条件下p (R_*,0)= p_*,我们将收到

(17)

b≡/ω,p * /ρ据估计从克拉珀龙方程:

(18)

其中T_*和c_年代*表面温度和声音速度身体中部分别= 8.3 * 10⁷尔格·摩尔¹K¹气体常数,μ是气体的摩尔质量。(17)是使用符号(14)。

表面的气体压力消失方程描述:

(19)

这个方程的解,而z: z_TL= z (x),半TL根据径向厚度协调单位r₀。

的一些性质与汉堡TL磁盘

吸积率,物质的数量通过磁盘径向传输一段时间单位dm / dt = m-2πrρvr h (r), (20)

h是一个磁盘的厚度,质量密度ρ,v_r是物质的径向流的速度。在二维情况下,共同决定的连续性方程(4)和角动量的径向方程,考虑到(15),只在区域r > rпc合法,可以忽略垂直速度,给出了径向速度的公式(26]:

v_r= - 3ν/ 2 r。(21)

在这种情况下实际上认为可转让的所有质量(20)财富明星和增加它的质量:

(22)

雷诺数的估计显示,吸积盘是动荡的。的估计湍流粘度在他们通常使用α-参数化的一个磁盘(26]:

(23)

α-无量纲参数值从零吸积缺席)到单位。

汉堡的吸积率过渡层,考虑到(5)和(8)我们收到

(24)

让我们注意到汉堡TL的重要特征是如何靠近中心的磁盘,较小的径向传输的质量。而不是一个垂直方向的传质显著增加。

形成双相流出

当前函数的轴对称涡旋ψ(r, z)汉堡漩涡

(25)

当前函数的特征表面形式的汉堡涡恒定值,表示在气体粒子的轨迹的定义必须解决方程

(26)

前两个方程,考虑初始条件(0)= r_TL和x z (0) =₀给

(27)

集成第三方程我们将收到时间依赖性的方位坐标θ:

(28)

图4的方位角度的线表示依赖无量纲时间2。在零方法这些线条可以用线性函数近似

(29)

排除的时间(27)和(29日),我们将收到一条空间曲线的方程(轨迹)方法的一个磁盘的中心气体在汉堡传递层:

(30)

因此,气体粒子接近到磁盘中心由一个螺旋状的轨迹,它特有的形式呈现在图5,并创建一个双相流出。流速度加快比例垂直协调z生长在适当的时候,和径向协调指数降低。

需要注意,形成双相流出开始在该地区,接近的内部边界过渡层,和飞机的行为是由汉堡涡的性质决定的,虽然与质量相关的参数ω是中央的身体。

他质量的物质身体落在中央/质量的物质身体落在中央每秒可以使用方程(24)估计的内部边界TL:

(31)

在z_cr是最大的边境r = r∗,气体被中央的身体。很明显

这使for z_cr超越方程

(32)

在z_cr单位来衡量r₀。

这个方程的解决方案的价值提出了b = 0.7在图6中,这意味着而对于TL的厚度方程(19),当给了由此可见,只有0.2的一部分吸积物质形成的双相流出,其余是身体被中央。

估计中央吸积率的身体在这种情况下,ρ~ 10^-12年g·厘米³,给

(33)

与参数c的值的变化_年代*和(b)质量的比例,双射流的形成发生了变化。例如,对于常量值x *和b,减少音速,TL的厚度减少,而zcr不会改变。这降低了射流形成的质量。在更小的valuesc_年代*流出这样的系统将缺席:整个合生的质量将会捕捉到一个中央的身体。可以获得类似的图片,同时减少b参数。因此,在进化的过程中,系统可能的“活动”的喷发双相流出。

有效的表面温度

单位体积的能量耗散的磁盘单位时间由于粘滞摩擦,是估计的公式

(34)

过渡层的磁盘的考虑(16)

(35)

考虑到这能源辐射来自边缘的一个磁盘根据黑体法律,我们收到的知名依赖有效的磁盘表面温度在径向协调27]:

(36)

在哪里斯蒂芬-波尔兹曼常数。

温度的估计一个过渡层,我们将利用光度的吸积物质领域的中央释放身体的重力在光学厚的过渡层

(37)

(38)

吸积盘的有效温度特征的依赖关系(函数z (x)^1/4和x^3/4)

提出了从无量纲径向协调x计划图。6,在δ无量纲参数等于(12·x²)。过渡层的有效温度已经平坦的性格,和穿过一条曲线~ x^3/4在TL的极限。这些考虑只告诉我们关于表面温度。内部温度决定了磁盘厚度h和可能的粘度磁盘可以完全不同,并取决于运输机制能源浮出水面。但这运输需要一些细节真实磁盘模型和一些额外的假设时……

一个磁盘的稳定性

让我们注意到汉堡涡值(房车_θ)²增加的方向边缘过渡层(轴向对称电流的稳定性Reyleigh标准):

(39)

引力的稳定性差异图木尔(旋转磁盘定义的标准28]

(40)

Σ磁盘的表面质量密度,κ= 2Ω√(1 +Ωʹr / 2Ω)是epicyclical频率。在面积开普勒旋转(40)

(41)

这显示,盘的外缘会变得不稳定。不稳定的外边缘存在于二维数值模拟也吸积盘的29日,30.]。

图木尔参数传递汉堡层我们得到表达

(42)

≈0.2,最小值ζ函数(x)接受外部边缘TL, r = r_TL。所以认为是磁盘的区域稳定如果1.8 * /πρr₀³> 5。如果考虑r₀订单的几个半径的中央机构这个条件满足典型的吸积盘的过渡层。

结论

结果收到了在目前的考虑,指定在水动力的重要性旋涡的吸积盘的物理过程。特别是中央传递层的描述一个磁盘的汉堡涡允许解释形成双相流出没有磁场的吸引力,或强大的热现象,从我们的角度来看,在恒星形成的初始阶段不太重要。定性,旋转的水动力过程的生成双外流,显然,在以下情况下发生。在开普勒磁盘Radially-converging流,导致“积累”的角动量。因为气体之间的粘滞摩擦毯子,角动量的一部分外转移。其余变化开普勒旋转的特点在其核心部分的过度大湍流粘度,能源耗散和压力梯度力。一层传递的形式几乎均匀旋转的大型涡核区域,观察到在许多光盘(18),正在形成。继续走向中心,根据传递的参数值层,一种物质过剩的角动量能源生成高速双极型飞机,加速在垂直方向(活跃的阶段),和其他物质失去了角动量和能源落在新兴中央机构提高其质量和加速这个过程。

双射流的形成开始,接近过渡层的内部边界。然而,根据系统的物理参数的值,双极型飞机可能不会发生:所有的合生的质量将会被中央的身体。

在这个汉堡的考虑参数涡流是常数。以下工作我们计划考虑没有过渡层的平稳性,以及理论与观测的比较。

引用

1. 菲利普·a·EUVE观察Super-outburst大众水蛇星座。美联社。j . 1994:420; 837年。
2. 卡尔他。观察棕矮星起源的线索。美联社。j . 2001:553; 153年。
3. 黛博拉PL。的成分和印刷Debgter sngon阿宝,“神仙lo tsā英航gzhonνdpal。天文杂志。1999:117;1490年。
4. 弗吉尼亚州Ambartsumyan恒星质量。圣经安牧师阿斯特朗1980;12,54。18:13
5. RN肖恩。回顾毕业护士过渡计划在澳大利亚。伊卡洛斯2006:183;265。
6. 皇家天文Society.168 Lynden-Bell d .月报;603:1974。
7. Reipurth B, Bally j .设计jet-driven radiative-blast-wave实验10类激光kJ。安阿斯特朗牧师2001:39;12,54。403。
8. 米拉贝尔如果罗德里格斯低频。在银河系的相对论的气流。ARA&A。1999:37;409年。
9. Mґeszґaros p新星系:签名的形成。ARA & a 2002:40; 137年。
10. Marscher美联社,Jorstad SG,戈麦斯J, et al .意想不到的高亮度温度140 pc核心的飞机3 c120。大自然。2002:417;625年。
11. 布兰德福德RD,活动星系核。拿破仑,市长TL (eds) Saas-Fee高级课程20 (Les Diablerets:斯普林格出版社)1990;161 - 275。
12. 朔伊尔PAG。银河系外的无线电资源形成一个连续的模型能源供应从中央对象。MNRAS。1974;166:513。
13. 布兰德福德路磁流流从吸积盘和射电喷流的生产。佩恩DG, MNRAS。1982;199:883。
14. 亨利RN, Valls-Gabaud d从乔托从ESLAB罗塞塔——一组50个研讨会。MNRAS。1994;266:681。
15. Meier DL Koide年代,田y高能源密度实验室天体物理学。科学。2001;291:84。
16. 价格DJ,普林格尔我,国王AR。从乔托从ESLAB罗塞塔——一组50个研讨会。MNRAS。2003;339:1223。
17. / 0305422索克N, Regev o . arXiv:期刊上刊登v1 2003年5月22日;《国际天文联合会,2007年。
18. Matveenko李。许多人面临统一。IKI RAS。pr - 2179。莫斯科,2016年。
19. Abrahamyan毫克。旋涡的生成机制天体物理学的飞机。天体物理学。2008;51:163。
20. Abrahamyan毫克。旋涡的生成机制天体物理学的飞机。天体物理学。2009;52:119。
21. AbrahamyanMG Matveenko,李。旋涡的生成机制天体物理学的飞机。天体物理学。2012;55:397。
22. 埃尔南德斯X, Rendґon PL Rodrґıguez-Mota RG,等人arXiv: 1103.0250 v1。[期刊上刊登他),国际天文学联合会学报》,2011年版。
23. 雷T, Muxlow无国界,轴突DJ, et al . x射线从jet-driving原恒星和T金牛座的星星。大自然。1997;385:415。
24. -盖特曼KV, Feigelson ED, Townsley L, et al . x射线辐射下附近的限制:\σ猎户座的美元和金牛座的恒星形成区域。美联社。j . 575:354。
25. Lautrup b物理连续(第二版),CRC出版社,2011年。
26. Shakura倪,Sunyaev RA。连续的物理问题,(第二版):异国情调和日常现象的宏观世界。授权。1973;24:337。
27. SN。Wilen天体物理流体动力学,(第二次修订版),2007年,468年。
28. a . Toomre银河旋臂摆动放大。美联社。j . 1964; 139:1217。
29. Balbus SA Hawley摩根富林明。一个强大的地方剪切不稳定弱磁化磁盘。I -线性分析。二世——非线性演化。美联社。j . 1991; 376:214。
30. Rozyczka M, Spruit HC。一个强大的地方剪切不稳定弱磁化磁盘。I -线性分析。二世——非线性演化。美联社。j . 1993; 417:677。