DYNAMICS OF DUST GRAINS AND SMALL BODIES IN ACCRETION DISKS OF YOUNG STARS WITH FOSSIL MAGNETIC FIELD
Секция: ЗВЕЗДЫ И МЕЖЗВЕЗДНАЯ СРЕДА
Авторы:
1.
Saint-Petersburg State University
2.
Saint-Petersburg State University
Chelyabinsk State University
Chelyabinsk State University
Тип:
Статья конференции
Опубликовано:
27.12.2024
Классификаторы:
УДК 52 Астрономия. Геодезия
УДК 53 Физика
УДК 520 Инструменты, приборы и методы астрономических наблюдений, измерений и анализа
УДК 521 Теоретическая астрономия. Небесная механика. Фундаментальная астрономия. Теория динамической и позиционной астрономии
УДК 523 Солнечная система
УДК 524 Звезды и звездные системы. Вселенная Солнце и Солнечная система
УДК 52-1 Метод изучения
УДК 52-6 Излучение и связанные с ним процессы
ГРНТИ 41.00 АСТРОНОМИЯ
ГРНТИ 29.35 Радиофизика. Физические основы электроники
ГРНТИ 29.31 Оптика
ГРНТИ 29.33 Лазерная физика
ГРНТИ 29.27 Физика плазмы
ГРНТИ 29.05 Физика элементарных частиц. Теория полей. Физика высоких энергий
ОКСО 03.06.01 Физика и астрономия
ОКСО 03.05.01 Астрономия
ОКСО 03.04.03 Радиофизика
ББК 2 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
ББК 223 Физика
ТБК 614 Астрономия
ТБК 6135 Оптика
BISAC SCI004000 Astronomy
BISAC SCI005000 Physics / Astrophysics
УДК 53 Физика
УДК 520 Инструменты, приборы и методы астрономических наблюдений, измерений и анализа
УДК 521 Теоретическая астрономия. Небесная механика. Фундаментальная астрономия. Теория динамической и позиционной астрономии
УДК 523 Солнечная система
УДК 524 Звезды и звездные системы. Вселенная Солнце и Солнечная система
УДК 52-1 Метод изучения
УДК 52-6 Излучение и связанные с ним процессы
ГРНТИ 41.00 АСТРОНОМИЯ
ГРНТИ 29.35 Радиофизика. Физические основы электроники
ГРНТИ 29.31 Оптика
ГРНТИ 29.33 Лазерная физика
ГРНТИ 29.27 Физика плазмы
ГРНТИ 29.05 Физика элементарных частиц. Теория полей. Физика высоких энергий
ОКСО 03.06.01 Физика и астрономия
ОКСО 03.05.01 Астрономия
ОКСО 03.04.03 Радиофизика
ББК 2 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
ББК 223 Физика
ТБК 614 Астрономия
ТБК 6135 Оптика
BISAC SCI004000 Astronomy
BISAC SCI005000 Physics / Astrophysics
Язык материала:
английский
Ключевые слова:
ISM: magnetic fields, dust; accretion disks; magnetohydrodynamics (MHD); protoplanetary disks
Аннотация (русский):
The paper discusses a numerical model that explores the dynamics of dust particles and small bodies within accretion disks that contain fossil magnetic fields. The model equations include gravitational force, centrifugal force, and drag force depending on particle size and speed. The disk structure is simulated using the magnetohydrodynamic model of Dudorov and Khaibrakhmanov, taking into account the effect of magnetic tensions on gas rotation speed. The dynamics of particles ranging in size from $10^{-4}$ cm to $10^2$ cm in an accretion disk of a typical T Tauri star are modeled. The simulations indicate that the dynamics of particles with a size of 1 m consists in fast sedimentation towards the midplane, followed by a slower radial drift. Sedimentation is accompanied by damped oscillations around the midplane. The slowdown of gas rotation due to magnetic tension leads to an increase in radial drift speed at the disk's periphery. Therefore, the depletion of solid particles in the outer regions of the disks and their accumulation in the ``dead'' zones with weak magnetic fields may occur more rapidly in disks with magnetic fields.
The paper discusses a numerical model that explores the dynamics of dust particles and small bodies within accretion disks that contain fossil magnetic fields. The model equations include gravitational force, centrifugal force, and drag force depending on particle size and speed. The disk structure is simulated using the magnetohydrodynamic model of Dudorov and Khaibrakhmanov, taking into account the effect of magnetic tensions on gas rotation speed. The dynamics of particles ranging in size from $10^{-4}$ cm to $10^2$ cm in an accretion disk of a typical T Tauri star are modeled. The simulations indicate that the dynamics of particles with a size of 1 m consists in fast sedimentation towards the midplane, followed by a slower radial drift. Sedimentation is accompanied by damped oscillations around the midplane. The slowdown of gas rotation due to magnetic tension leads to an increase in radial drift speed at the disk's periphery. Therefore, the depletion of solid particles in the outer regions of the disks and their accumulation in the ``dead'' zones with weak magnetic fields may occur more rapidly in disks with magnetic fields.
Ключевые слова:
ISM: magnetic fields, dust; accretion disks; magnetohydrodynamics (MHD); protoplanetary disks
ISM: magnetic fields, dust; accretion disks; magnetohydrodynamics (MHD); protoplanetary disks
1. Dudorov A. and Khaibrakhmanov S., 2014, Astrophysics and Space Science, 352, p. 103
2. Khaibrakhmanov S., 2024, Astronomical and Astrophysical Transactions, arXiv:2401.14180
3. Khaibrakhmanov S. and Dudorov A., 2022, Astronomy Reports, 99, 10, p. 832
4. Williams J. and Cieza L., 2011, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 49, p. 67
