Магниторотационная неустойчивость в кеплеровских дисках: нелокальный подход

Н.И. Шакура^†^а, К.А. Постнов^‡^а, б, Д.А. Колесников^§^а, в, Г.В. Липунова^*^а, г
^аМосковский Государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга, Университетский просп. 13, Москва, 119889, Российская Федерация
^бКазанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская 18, Казань, 420008, Российская Федерация
^вTel-Aviv University, Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel-Aviv, Israel
^гMax-Planck-Institut für Radioastronomie, Auf dem Hügel 69, Bonn, 53121, Germany

В рамках нелокального подхода пересмотрен модальный анализ малых возмущений кеплеровского течения идеального газа, приводящих к магниторотационной неустойчивости, как в постоянном вертикальном магнитном поле, так и в случае радиально изменяющейся фоновой альвеновской скорости. Моды магниторотационных возмущений описываются дифференциальным уравнением типа уравнения Шрёдингера с некоторым эффективным потенциалом, включающим в простом случае, когда альвеновская скорость постоянна по радиусу, "отталкивающий" (1/r²) и "притягивающий" (-1/r³) члены. Учёт радиальной зависимости фоновой альвеновской скорости приводит к качественному изменению формы эффективного потенциала. Показано, что в "неглубоких" потенциалах нет стационарных уровней энергии, соответствующих неустойчивым модам ω²< 0. В тонких аккреционных дисках длина волны возмущения λ = 2π/k_z меньше полутолщины h диска только в "глубоких" потенциалах. Найдена предельная величина фоновой альвеновской скорости (c_A)_cr, выше которой магниторотационная неустойчивость не возникает. В тонких аккреционных дисках при малой фоновой альвеновской скорости c_A≪ (c_A)_cr инкремент магниторотационной неустойчивости ω ≈ −√3ic_Ak_z подавлен по сравнению со значением, получаемым в локальном анализе возмущений.

Ключевые слова: магниторотационная неустойчивость, аккреционные диски
PACS: 95.30.Qd, 97.10.Gz (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.09.039554
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/f/
Web of Science

001172931200005
Scopus

2-s2.0-85183001473
ADS NASA

2023PhyU...66.1262S
Цитата: Шакура Н И, Постнов К А, Колесников Д А, Липунова Г В "Магниторотационная неустойчивость в кеплеровских дисках: нелокальный подход" УФН 193 1340–1355 (2023)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)Medline

RefWorks

Русский

English

RT Journal
T1 Магниторотационная неустойчивость в кеплеровских дисках: нелокальный подход
A1 Шакура,Н.И.
A1 Постнов,К.А.
A1 Колесников,Д.А.
A1 Липунова,Г.В.
PB Успехи физических наук
PY 2023
FD 10 Dec, 2023
JF Успехи физических наук
JO Усп. физ. наук
VO 193
IS 12
SP 1340-1355
DO 10.3367/UFNr.2023.09.039554
LK https://ufn.ru/ru/articles/2023/12/f/

Поступила: 16 декабря 2022, доработана: 21 сентября 2023, одобрена в печать: 22 сентября 2023

English citation: Shakura N I, Postnov K A, Kolesnikov D A, Lipunova G V “Magnetorotational instability in Keplerian disks: a nonlocal approach” Phys. Usp. 66 1262–1276 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2023.09.039554