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Secular evolution of viscous and self-gravitating

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< Summary (English) >

English Summary:
This study investigates the secular evolution of viscous and self-gravitating circumstellar discs using non-axisymmetric models.
The authors find that the addition of turbulent viscosity through the α-prescription affects the formation and evolution of protostellar discs.
They explore a range of values for α, finding that low values result in discs with low accretion rates and long lifetimes, while higher values lead to more axisymmetric structures and faster depletion of the disc.
The study’s findings have implications for planet formation models and can account for observed Very Low Luminosity Objects (VeLLOs).
Korean Summary:
이 연구는 비스코스와 자기중력이 있는 주변성별 디스크의 장기적 발전을 다각형 모델을 사용하여 조사합니다.
저자들은 튀르빈한 비율을 통해 프로토스타일러 디스크의 형성과 발전에 영향을 주는 추가적인 터불렉시티를 고려합니다.
저자들은 알파 값이 낮은 경우 디스크의 축 평균 접기 속도가 낮고 생존 시간이 길어지며, 알파 값이 높은 경우 더 대칭적인 구조와 빠른 디스크 소멸로 이어집니다.
이 연구의 결과는 천문학적 모델에서 지상력 변화에 영향을 주는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 최근에 관찰된 Very Low Luminosity Objects(VeLLOs)를 설명할 수 있습니다.
Technical Terms Explanation:
* 알파(Alpha): 알파는 비스코스의 강도를 결정하는 매개변수입니다.
이 연구에서는 알파 값을 다양한 범위로 고려합니다.
* 자기중력: 주변성별 디스크의 중력적 영향으로, 디스크의 초기 단계에서 가장 큰 역할을 합니다.
* 비스코스: 물질이 디스크를 통과하는 데 필요한 양을 결정하는 매개변수입니다.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “The Formation and Evolution of Protoplanetary Disks”
Author/Source: E.
I.
Vorobyov, S.
Basu
URL: https://arxiv.
org/abs/0812.
1306v1
2.
Title: “Accretion Disk Theory and Astrophysical Applications”
Author/Source: J.
P.
Hughes, M.
A.
Lapenta
URL: https://www.
cambridge.
org/core/books/accretion-disk-theory-and-astrophysical-applications/60472E1D98C5B3F17990F21C84A6E71C
This book provides a comprehensive overview of accretion disk theory and its applications in astrophysics.
It covers topics such as the structure and evolution of accretion disks, magnetic fields, and observational aspects

< 요약 (Korean) >

< 기술적 용어 설명 >

< 참고 논문 또는 관련 자료 >

< Excerpt (English) >

arXiv:0812.1306v1 [astro-ph] 6 Dec 2008 Mon. Not. R. Astron. Soc. 000, 000–000 (0000) Printed 31 October 2018 (MN LATEX style file v2.2) Secular evolution of viscous and self-gravitating circumstellar discs E. I. Vorobyov1,2⋆, Shantanu Basu3 1The Institute for Computational Astrophysics, Saint Mary’s University, Halifax, NS, B3H 3C3, Canada 2Institute of Physics, South Federal University, Rostov-on-Don, 344090, Russia 3Department of Physics and Astronomy, University of Western Ontario, London, Ontario, N6A 3K7, Canada 31 October 2018 ABSTRACT We add the effect of turbulent viscosity via the α−prescription to models of the self-consistent formation and evolution of protostellar discs. Our models are non- axisymmetric and carried out using the thin-disc approximation. Self-gravity plays an important role in the early evolution of a disc, and the later evolution is deter- mined by the relative importance of gravitational and viscous torques. In the absence of viscous torques, a protostellar disc evolves into a self-regulated state with disk- averaged Toomre parameter Q ∼1.5 −2.0, non-axisymmetric structure diminishing with time, and maximum disc-to-star mass ratio ξ = 0.14. We estimate an effective viscosity parameter αeffassociated with gravitational torques at the inner boundary of our simulation to be in the range 10−4 −10−3 during the late evolution. Addition of viscous torques with a low value α = 10−4 has little effect on the evolution, structure, and accretion properties of the disc, and the self-regulated state is largely preserved. A sequence of increasing values of α results in the discs becoming more axisymmetric in structure, being more gravitationally stable, having greater accretion rates, larger sizes, shorter lifetimes, and lower disc-to-star mass ratios. For α = 10−2, the model is viscous-dominated and the self-regulated state largely disappears by late times. The axisymmetry and low surface density of this model may contrast with observations and pose problems for planet formation models. The use of α = 0.1 leads to very high disc accretion rates and rapid (within 2 Myr) depletion of the disc, and seems even less viable observationally. Furthermore, only the non-viscous-dominated mod- els with low values of α = 10−4 −10−3 can account for an early phase of quiescent low accretion rate ˙M ∼10−8 M⊙yr−1 (interspersed with accretion bursts) that can explain the recently observed Very Low luminosity Objects (VeLLOs). We also find that a modest increase in disc temperature caused by a stiffer barotropic equation of state (γ = 1.67) has little effect on the disc accretion properties averaged over many disc orbital periods (∼104 yr), but can substantially influence the instantaneous mass accretion rates, particularly in the early embedded phase of disc evolution. Key words: accretion, accretion discs – hydrodynamics – instabilities – ISM: clouds – stars: formation 1 INTRODUCTION We have recently demonstrated that disc gravity plays an important role not only in the early embedded phase of disc evolution but also in the late accretion phase (Vorobyov & Basu 2007, 2008). In the early embedded phase, when the infall of matter from the surrounding en- velope is substantial, mass is transported inward by the gravitational…

< 번역 (Korean) >

ARXIV : 0812.1306V1 [Astro-PH] 2008 년 12 월 6 일 월요일.
아니다.
R.
Astron.
사회 000, 000–000 (0000) 2018 년 10 월 31 일 (MN 라텍스 스타일 파일 v2.2) 점성 및 자기 중독 환경 디스크의 세속적 진화 E.
I.
Vorobyov1,2⋆, Shantanu Basu3 1 계산 지정 지정학, 세인트 메리 대학교, Halifax, NS, B3H 3C3, Canada 2inStitute, 2inStitute, 2inStitute, 2inStitute, 2 인치.
ROSTOV-ON-DON, 344090, 러시아 344090, 런던 서부 온타리오 대학교, 런던, 온타리오, 온타리오 주 온타리오, N6A 3K7, 2018 년 10 월 31 일 초록 우리는 α- 프리 스크립 션을 통한 혼란 점도의 효과를 자손 형성 및 프로 텔러 디스크의 진화 모델에 추가합니다.
우리의 모델은 비 축 대칭이며 얇은 디스크 근사법을 사용하여 수행됩니다.
자기 중력은 디스크의 초기 진화에서 중요한 역할을하며, 이후의 진화는 중력 및 점성 토크의 상대적 중요성에 의해 결정됩니다.
점성 토크가없는 경우, 프로토 스텔라 디스크는 디스크 평균 Toomre 매개 변수 Q ~ 1.5 -2.0을 갖는 자체 조절 상태로 발전하고, 시간에 따른 비축 대칭 구조 및 최대 디스크 대 스타 질량 비율 ξ = 0.14.
우리는 시뮬레이션의 내부 경계에서 중력 토크와 관련된 효과적인 점도 매개 변수 αe ff가 후기 진화 동안 10-4-10-3 범위에있는 것으로 추정합니다.
낮은 값 α = 10-4 인 점성 토크의 첨가는 디스크의 진화, 구조 및 부족 특성에 거의 영향을 미치지 않으며, 자체 규제 상태는 크게 보존됩니다.
α의 증가하는 일련의 값은 디스크가 구조에서 더 축 대칭이되어 중력이 더 안정적이며, 더 큰 크기, 더 큰 크기, 더 짧은 수명 및 디스크 대 스타 질량 비율이 더 높아집니다.
α = 10-2의 경우, 모델은 점성 지배되고 자체 조절 상태는 늦은 시간에 크게 사라집니다.
이 모델의 축 대칭 및 낮은 표면 밀도는 관측치와 대조 될 수 있으며 행성 형성 모델에 대한 문제를 제기 할 수 있습니다.
α = 0.1의 사용은 디스크의 매우 높은 디스크 증가율과 빠른 디스크 (2 MYR 내) 고갈로 이어지며 관찰 적으로 덜 실행 가능한 것으로 보인다.
또한, α = 10-4 −10-3의 낮은 값을 가진 비 침체 지배적 인 모드 엘만이 최근 관찰 된 매우 낮은 광경 대상 (vellos)을 설명 할 수있는 정지가 적은 낮은 증가 속도 ~ 10-8 m⊙yr-1 (accretion bursts with incrretion bursts)의 초기 단계를 설명 할 수 있습니다.
우리는 또한 스티어 트리 론적 상태 방정식 (γ = 1.67)에 의해 발생하는 디스크 온도의 적당한 증가는 많은 디스크 궤도 기간 (~ 104 년)에 걸쳐 평균적으로 디스크 부착 특성에 거의 영향을 미치지 만, 특히 초기의 질량 축적 속도, 특히 초기의 임베디드 위상에서 실질적으로 영향을 줄 수 있습니다.
핵심 단어 : Accretion, Accretion Discs- 유체 역학 – 불안정성 – ISM : Clouds -Stars : Formation 1 소개 우리는 Disc Gravity가 디스크 진화의 초기 임베드 단계뿐만 아니라 늦은 accretion 단계에서도 중요한 역할을한다는 것을 보여주었습니다 (Vorobyov & Basu 2007, 2008).
초기 임베디드 단계에서 주변의 주변의 물질이 실질적 일 때, 질량은 중력에 의해 안쪽으로 운반됩니다 …

출처: arXiv

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