1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Астрономический журнал
  4. T. 100, № 5, 2023

Астрономический журнал, 2023, T. 100, № 5, стр. 427-440

Влияние испарения пыли и тепловой неустойчивости на распределение температуры в протопланетном диске

Я. Н. Павлюченков 1, *, В. В. Акимкин 1, А. П. Топчиева 1, Э. И. Воробьев 1

1 Институт астрономии Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: pavyar@inasan.ru

Поступила в редакцию 16.01.2023
После доработки 22.03.2023
Принята к публикации 27.03.2023

Аннотация

Тепловая неустойчивость аккреционных дисков широко используется для объяснения активности катаклизмических переменных, однако ее проявление в газопылевых дисках у молодых звезд исследовалось менее подробно. Представлена полуаналитическая стационарная модель для расчета экваториальной температуры газопылевого диска вокруг молодой звезды. В модели учитывается непрозрачность, обусловленная пылью и газом, а также испарение пыли при температурах свыше 1000 K. С помощью данной модели рассчитаны распределения экваториальной температуры газопылевого диска при различных предположениях об источнике непрозрачности и присутствия пыли. Показано, что при учете всех рассмотренных процессов уравнение теплового баланса в области $r < 1$ а.е. имеет множественные температурные решения. Таким образом, в этой области реализуются условия для тепловой неустойчивости. В качестве иллюстрации возможного влияния неустойчивости на характер аккреции в протопланетном диске рассмотрена модель вязкого диска с $\alpha $-параметризацией турбулентной вязкости. Продемонстрировано, что в такой модели реализуется нестационарный режим эволюции диска с чередующимися фазами накопления вещества во внутреннем диске и фазами его быстрого сброса на звезду, что приводит к вспышечному характеру аккреции. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета данной неустойчивости при моделировании эволюции протопланетных дисков.

Ключевые слова: моделирование, аккреционные диски, протопланетные диски, тепловая неустойчивость

Список литературы

  1. P. J. Armitage, arXiv:2201.07262 [astro-ph.HE] (2022).

  2. J. Bae, A. Isella, Z. Zhu, R. Martin, S. Okuzumi, and S. Suriano, arXiv:2210.13314 [astro-ph.EP] (2022).

  3. J.-M. Hameury, Adv. Space Research 66, 1004 (2020), arXiv:1910.01852 [astro-ph.SR].

  4. J.-P. Lasota, New Astron. Rev. 45, 449 (2001), a-rXiv:astro-ph/0102072.

  5. M. Audard, P. Ábrahám, M. M. Dunham, J. D. Green, et al., in Protostars and Planets VI, edited by H. Beuther, R. S. Klessen, C. P. Dullemond, and T. Henning (Tucson: University of Arizona Press, 2014), p. 387, ar-Xiv:1401.3368 [astro-ph.SR].

  6. M. S. Connelley and B. Reipurth, Astrophys. J. 861, id. 145 (2018), arXiv:1806.08880 [astro-ph.SR].

  7. E. I. Vorobyov, V. G. Elbakyan, H. B. Liu, and M. Takami, Astron. and Astrophys. 647, id. A44 (2021), ar-Xiv:2101.01596 [astro-ph.SR].

  8. K. M. Flaherty, L. DeMarchi, J. Muzerolle, Z. Balog, W. Herbst, S. T. Megeath, E. Furlan, and R. Gutermuth, A-strophys. J. 833, id. 104 (2016), arXiv:1609.09100 [astro-ph.SR].

  9. C. Contreras Peña, P. W. Lucas, D. Minniti, R. Kurtev, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 465, 3011 (2017), arXiv:1602.06267 [astro-ph.SR].

  10. L. Rigon, A. Scholz, D. Anderson, and R. West, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 465, 3889 (2017), arXiv:1611.03013 [astro-ph.SR].

  11. C. R. D’Angelo and H. C. Spruit, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 420, 416 (2012), arXiv:1108.3833 [astro-ph.SR].

  12. A. S. Kravtsova, S. A. Lamzin, L. Errico, and A. Vittone, Astron. Letters 33, 755 (2007).

  13. P. J. Armitage, M. Livio, and J. E. Pringle, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 324, 705 (2001), arXiv:astro-ph/0101253.

  14. E. I. Vorobyov and S. Basu, Astrophys. J. 805, id. 115 (2015), arXiv:1503.07888 [astro-ph.SR].

  15. K. R. Bell and D. N. C. Lin, Astrophys. J. 427, 987 (1994), arXiv:astro-ph/9312015.

  16. E. Kawazoe and S. Mineshige, Publ. Astron. Soc. Japan 45, 715 (1993).

  17. W. Kley and D. N. C. Lin, Astrophys. J. 518, 833 (1999).

  18. M. G. Malygin, R. Kuiper, H. Klahr, C. P. Dullemond, and T. Henning, Astron. and Astrophys. 568, id. A91 (2014), arXiv:1408.3377 [astro-ph.SR].

  19. F. Castelli, Mem. Soc. Astron. Ital. Suppl. 8, 34 (2005).

  20. R. L. Kurucz, SAO Special Report № 309 (1970).

  21. W. J. Duschl, H. P. Gail, and W. M. Tscharnuter, Astron. and Astrophys. 312, 624 (1996).

  22. P. D.’Alessio, N. Calvet, L. Hartmann, S. Lizano, and J. Cantó, Astrophys. J. 527, 893 (1999), arXiv:astro-ph/9907330.

  23. Y. Pavlyuchenkov and C. P. Dullemond, Astron. and A-strophys. 471, 833 (2007), arXiv:0706.2614 [astro-ph].

  24. N. I. Shakura and R. A. Sunyaev, Astron. and Astrophys. 24, 337 (1973).

  25. J. M. Huré, D. Richard, and J. P. Zahn, Astron. and -Astrophys. 367, 1087 (2001), arXiv:astro-ph/0012262.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Астрономический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал