宇宙湍流如何创造恒星和黑洞

RedOrbit.com的博士John P. Millis - 你的宇宙在线自从Johannes Kepler在大约400年前首次提出行星运动定律以来,在高质量密度的极端情况下形成恒星和黑洞的机制使天文学家感到困惑

在最基本的意义上,大量的气体凝结成旋转的圆盘

然后将质量导向云的中心,由于密度增加,最终形成恒星体

这种恒星形成图的一个挑战是需要一种机制来向内漏斗物质,因为这些磁盘在其他方面是稳定的

“根据开普勒的行星运动角动量定律,从中心向外围增加,这些吸积盘从流体动力学的角度来看非常稳定,”Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)物理学家Frank Stefani博士解释道

“为了解释恒星和黑洞的增长速度,必须存在一种机制,其作用是使旋转盘不稳定,同时确保质量向中心输送,并向周边输送角动量

”半个多世纪以来,天文学家一直怀疑磁场在这张照片中占据显着位置,提供了使流动不稳定并让物质流到中心所需的湍流

然而,在这些系统中,磁旋转不稳定性(MRI)理论需要大约32年才能完全建模

即便如此,这种模型预测气体的旋转场必须至少包含最小水平的电导率,以免在盘内形成“死区”

以前的工作表明,这些死区会平息湍流运动,减缓或阻止磁盘中心物质的积聚

为了克服死区问题,计算模型表明垂直取向的磁场需要非常强,磁盘中的旋转速度非常高

通过向垂直分量添加圆形磁场,需要更低的场强

然而,这也有问题

在这种情况下,与开普勒视图相反,字段的几何形状会更多地推向磁盘的边缘

由Stefani及其同事Oleg Kirillov领导的一项新研究表明,磁场至少部分来自吸积盘,而不是外部磁场,MRI将在磁盘中产生所需的开普勒旋转轮廓

“这实际上是一个更现实的场景”,Stefani指出

“在极端情况下,不存在垂直场,我们正在研究首先出现的问题 - 鸡肉还是鸡蛋

圆形磁场用于使盘不稳定,并且所产生的湍流产生垂直磁场的分量

由于光盘旋转运动的特殊形式,它们又会重现圆形磁场

“需要额外的实验跟进来验证结果,但磁盘内的这种新的磁场模型似乎缩小了理论与观察

Stefani和Kirillov在最新一期的“物理评论快报”杂志上发表的题为“扩展无感磁力不稳定范围”的论文中介绍了他们的研究结果

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