Decoupling of magnetic fields in collapsing protostellar envelopes and disc formation and fragmentation
Decoupling of magnetic fields in collapsing protostellar envelopes and disc formation and fragmentation
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塌陷的原恒星包膜与圆盘形成和破碎中的磁场解耦
DOI：
10.1093/mnras/stx2617
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发表时间：
2017
影响因子：
4.8
通讯作者：
Krasnopolsky, Ruben
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao, Bo;Caselli, Paola;Li, Zhi-Yun;Krasnopolsky, Ruben
在磁化的致密核中，有效的磁制动是围绕原恒星形成旋转支撑盘(RSD)的一个巨大障碍。我们之前已经通过2D(轴对称)非理想磁流体力学模拟表明，去除非常小的颗粒(VSG：∼10？)可以极大地增强双极扩散，并使RSD的形成成为可能。在这里，我们将VSG去除所实现的盘形成的模拟扩展到3D。我们发现，这种盘形成情景的关键是，磁场的漂移速度几乎抵消了102-103Au尺度“伪盘”中中性子的流入速度，在那里，磁力线被最严重地挤压，大部分原恒星包层质量都发生了流入。因此，大块中性包络物质可以在不将太多磁通量拖入盘形成区的情况下坍塌，这降低了磁制动效率。我们发现，通过VSG去除的初始圆盘往往是Toomre不稳定的，这导致了显著的螺旋结构的形成，这些结构起到了离心力屏障的作用。在离心障附近堆积的坠落物质通常会产生数十个木星质量的致密碎片，特别是在磁化不太强的核心。一些碎片附着在中心恒星物体上，产生质量吸积率的爆发。其他公司的寿命更长，尽管它们能否长期生存以生产多种系统仍有待确定。我们的结果强调了尘埃颗粒演化在决定原恒星盘和潜在的多个系统的形成和性质方面的重要性。
Efficient magnetic braking is a formidable obstacle to the formation of rotationally supported discs (RSDs) around protostars in magnetized dense cores. We have previously shown, through 2D (axisymmetric) non-ideal magnetohydrodynamic simulations, that removing very small grains (VSGs: ∼10 Å to few 100 Å) can greatly enhance ambipolar diffusion and enable the formation of RSDs. Here, we extend the simulations of disc formation enabled by VSG removal to 3D. We find that the key to this scenario of disc formation is that the drift velocity of the magnetic field almost cancels out the infall velocity of the neutrals in the 102–103au scale ‘pseudo-disc’ where the field lines are most severely pinched and most of protostellar envelope mass infall occurs. As a result, the bulk neutral envelope matter can collapse without dragging much magnetic flux into the disc-forming region, which lowers the magnetic braking efficiency. We find that the initial discs enabled by VSG removal tend to be Toomre-unstable, which leads to the formation of prominent spiral structures that function as centrifugal barriers. The piling-up of infall material near the centrifugal barrier often produces dense fragments of tens of Jupiter masses, especially in cores that are not too strongly magnetized. Some fragments accrete on to the central stellar object, producing bursts in mass accretion rate. Others are longer lived, although whether they can survive for a long term to produce multiple systems remains to be ascertained. Our results highlight the importance of dust grain evolution in determining the formation and properties of protostellar discs and potentially multiple systems.
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磁星形成的非等温阶段 - II。
DOI：
10.1111/j.1365-2966.2010.17110.x
发表时间：
2010
影响因子：
4.8
作者：
Matthew W. Kunz;T. Mouschovias
通讯作者：
T. Mouschovias
磁星形成的非等温阶段。
DOI：
10.1088/0004-637x/693/2/1895
发表时间：
2008
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
M. Kunz;T. Mouschovias
通讯作者：
T. Mouschovias
磁制动、双极扩散以及云核和原恒星的形成。
DOI：
--
发表时间：
1994
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. Basu;S. Basu;T. Mouschovias
通讯作者：
T. Mouschovias
恒星形成过程中对齐旋转体的磁制动：精确的、与时间相关的解决方案
DOI：
10.1086/157936
发表时间：
1980
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
T. Mouschovias;E. Paleologou
通讯作者：
E. Paleologou
影响因子：
4.8
作者：
Y. Tsukamoto;K. Iwasaki;S. Okuzumi;M. Machida;S. Inutsuka
通讯作者：
Y. Tsukamoto;K. Iwasaki;S. Okuzumi;M. Machida;S. Inutsuka