Влияние магнитного поля на гравитационную устойчивость аккреционных дисков

Abstract

Исследуется влияние остаточного крупномасштабного магнитного поля на гравитационную устойчивость аккреционных дисков молодых звезд. Предполагается, что диск является геометрически тонким, однородным и вращается с кеплеровской угловой скоростью; магнитное поле направлено перпендикулярно плоскости диска. Из уравнений гравитационной магнитной газодинамики методом малых возмущений выводятся дисперсионные уравнения, описывающие распространение малых возмущений в плоскости диска. Исследуются области вмороженного магнитного поля и области эффективной диффузии. В случае вмороженного магнитного поля поведение возмущений описывается двумя динамическими модами. Для данного случая рассчитывается модифицированный параметр Тоомре Q, в зависимости от плазменного параметра β, характеризующего интенсивность магнитного поля. Находится зависимость минимального времени роста гравитационной неустойчивости от параметра Тоомре при различной величине магнитного поля. Рассчитываются времена роста неустойчивости. В областях эффективной диффузии магнитного поля распространение возмущений описывается тремя динамическими модами, одна из которых является неустойчивой. Анализ дисперсионного уравнения для различных значений магнитного числа Рейнольдса, Rm, характеризующего эффективность магнитной диффузии, показывает, что магнитное поле стабилизирует диск, но вследствие ограничения генерации поля диффузией интервал неустойчивых длин волн увеличивается по сравнению со случаем вмороженного магнитного поля. В случае сильной диффузии, Rm < 1, магнитное поле не оказывает заметного влияния на динамику неустойчивости.