نویسنده

دانشکده علوم، گروه فیزیک، پردیس دانشگاه گلستان، گلستان

چکیده

ساختار ایستای یک قرص خود- گرانشی متلاطم با در نظر گرفتن سرمایش ناشی از حضور ذرات گرد و غبار مورد بررسی قرار می‌گیرد. در توافق با شبیه‌سازی‌های عددی قرص‌های خود- گرانشی که تاکنون انجام شده است، پارامتر تومره در آستانه مقدار بحرانی‌اش ثابت فرض می‌شود؛ اما ضریب وشکسانی تلاطمی از آهنگ سرمایش سامانه به دست می‌آید. کمیت‌های فیزیکی قرص را به صورت تابعی از مختصه شعاعی به دست می‌آوریم. نشان می‌دهیم که ساختار کلی قرص به دو ناحیه تقسیم می‌شود به طوری که بخش درونی از نظر نوری ضخیم؛ و بخش بیرونی از نظر نوری نازک است. از سوی دیگر، مدلی که ارائه می‌کنیم نشان می‌دهد که هر چه آهنگ برافزایش جرم بیشتر باشد، نقش سرمایش گرد و غباری بیشتر است. نشان می‌دهیم که ضریب وشکسانی تلاطمی با فاصله زیاد می‌شود، ولی این ضریب در ناحیه درونی به دلیل سرمایش گرد و غباری کاهش می‌یابد. سپس جرم تکه‌های ناشی از ناپایداری گرانشی در شعاع خود- گرانشی را تعیین می‌کنیم. نشان می‌دهیم که سرمایش گرد و غباری در آهنگ برافزایش زیاد، شعاع خود- گرانشی را افزایش می‌دهد؛ در حالی که در آهنگ برافزایش کم، سرمایش گرد و غباری، باعث کاهش شعاع خود- گرانشی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The role of cooling dust particles in gravitational turbulent protoplanetary disks

نویسنده [English]

  • F khajenabi

چکیده [English]

The static structure of a turbulent self-gravitational disk is investigated based on the effect of cooling due to the presence of dust particles. In agreement with the numerical simulations of self-gravitational disks that have been done so far, the cumulative parameter is assumed to be on the threshold of its critical value; however, the coefficient of turbulence is obtained from the system's cooling rate. The physical quantities of the disk are obtained as a function of the radial amplitude. We show that the overall structure of the disk is divided into two regions, such that the inner part is optically a thick one and the outer part is an optically thin one. On the other hand, the model we present shows that as the mass increase speed is raised, the role of dust becomes more important. We show that the turbulent viscosity coefficient increases with the distance, but this coefficient decreases in the inner region due to the cooling of the dust. We then determine the mass of gravitational instability particles in the self-gravitational radius. We show that cooling dust particles increases the self-gravitational radius in the high accretion, while in the low accretion, the cooling of dust reduces the self-gravitational radius.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • accretion disks
  • protoplanetary disks
  • planets formation
  • gravitational instability

1. P J Armitage, Annual Review of Astronomy and Astrophysics 49 (2011) 195. 2. K M Kratter and G Lodato, Annual Review of Astronomy and Astrophysics 54 271. 3. N I Shakura and R A Sunyaev, A&A 24 (1973) 337. 4. C J Clarke, MNRAS 396 (2009) 1066. 5. F Khajenabi, K Kazrani, and M Shadmehri, ApJ. 841 (2017) 99 . 6. K M Kratter, C D Matzner, and M R Krumholz, ApJ. 681 (2008) 375. 7. C D Matzner, Y Levin, ApJ. 628 (2005) 817. 8. K E Tanaka, K Omukai, MNRAS 439 (2014) 1884. 9. S A Balbus and J B C Papaloizou, ApJ. 521 (1999) 650. 10. P Cossins, G Lodato, and C Clarke, MNRAS 401 (2010) 2587. 11. R G Martin, S H Lubow, ApJ. 740 (2011) L6. 12. R G Martin, S H Lubow, MNRAS 437 (2014) 682. 13. K Omukai, ApJ. 546 (2001) 635. 14. A Toomre, ApJ. 139 (1964) 1217. 15. C F Gammie, ApJ. 553 (2001) 174. 16. B M Johnson, C F Gammie, ApJ. 597 (2003) 131. 17. W K M Rice, P J Armitage, M R Bate, and I A Bonnell., MNRAS 339 (2003) 1025. 18. W K M Rice, G Lodato, and P J Armitage, MNRAS 364 (2005) L56. 19. R R Rafikov, ApJ. 704 (2009) 281. 20. Y Levin, MNRAS 374 (2007) 515. 21. R G Martin and M Livio, MNRAS 434 (2013) 633. 22. R R Rafikov, ApJ. 804 (2015) 62. 23. D Hollenbach, and C F McKee, ApJS 41 (1979) 555. 24. J Frank, A King, and D Raine, “Accretion Power in Astrophysics”, Cambridge University Press (2002).

تحت نظارت وف بومی