Газодинамические неустойчивости в двумерном пограничном слое при аккреции на компактную звезду

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Целью работы является построение самосогласованной газодинамической модели аккреционного диска компактного астрофизического объекта с учетом вязкости. Падающее на компактный объект вещество состоит из газа протонов, электронов и излучения, возникающего при торможении вращающего газа со скоростью, сопоставимой со световой. Физической вязкости протонов недостаточно в газодинамической модели аккреции с ламинарным течением. Необходимо вводить так называемую турбулентную вязкость, предположительно возникающую при развитии неустойчивостей, для объяснения потери момента импульса диска. Имея количественную математическую модель газовой динамики с учетом общепринятой турбулентной вязкости, мы хотим продемонстрировать решение с такой неустойчивостью. В недавно опубликованной работе о торможении кеплеровского диска мы смогли получить только крупномасштабные вихревые структуры, возникающие за счет азимутальных возмущений, например за счет приливных эффектов, и продемонстрировали усиление торможения диска о нейтронную звезду за счет этих вихревых структур. А расчеты, касающиеся развития мелкомасштабной сдвиговой неустойчивости на поверхности нейтронной звезды для кеплеровского диска, не были приведены. В данной работе мы исследуем некеплеровский диск с ненулевой отрицательной радиальной скоростью, обеспечивающей поступление вещества к поверхности компактной звезды, в результате чего развиваются сдвиговая неустойчивость и турбулентность.

Об авторах

А. Г. Аксенов

Институт автоматизации проектирования Российской академии наук

Email: aksenov@fastmail.fm
Москва, Россия

В. М. Чечеткин

Институт автоматизации проектирования Российской академии наук; Институт прикладной математики Российской академии наук

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. N.I. Shakura, Soviet Astron. 16, 756 (1973).
  2. N.I. Shakura and R.A. Sunyaev, Astron. and Astrophys. 24, 337 (1973).
  3. G.S. Bisnovatyi-Kogan and R.V. E. Lovelace, New Astron. Rev. 45(11–12), 663 (2001).
  4. G.S. Bisnovatyi-Kogan, Relativistic Astrophysics and Physical Cosmology (Moscow: KRASAND, 2011) (in russian).
  5. A.G. Aksenov and V.M. Chechetkin, Astron. Rep. 68(5), 438 (2024).
  6. Ye. P. Velikhov, A. Yu. Lugovsky, S.I. Mukhin, Yu. P. Popov, and V.M. Chechetkin, Astron. Rep. 51(2), 154 (2007).
  7. A. Yu. Lugovskii and V.M. Chechetkin, Astron. Rep. 56(2), 96 (2012).
  8. S.L. Shapiro and S.A. Teukolsky, Black holes, white dwarfs, and neutron stars: The physics of compact objects (New York: Wiley-Interscience, 1983).
  9. K. Nomoto and M. Hashimoto, Phys. Rep. 163, 13 (1988).
  10. A.G. Aksenov, A.A. Baranov, A.A. Filina, and V.M. Chechetkin, On possibility of nucleosynthesis during accretion on a compact star, KIAM Preprint № 77 (Moscow: ИПМ, 2024) (in russian), https://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2024-77
  11. L.D. Landau and E.M. Lifshits, Fluid Mechanics. Course of Theoretical Physics (New York: Pergamon Press, 1987).
  12. P.K. Raschewski, Riemannsche Geometrie und Tensoranalysis (Frankfurt am Main: Verlag Harri Deutsch, 1995).
  13. G.V. Vereshchagin and A.G. Aksenov, Relativistic Kinetic Theory (Cambridge University Press, 2017).
  14. A.G. Aksenov and V.M. Chechetkin, The Physics of Supernovae and Their 16 Mathematical Models (World Scientific, 2024).
  15. V.D. Shafranov, Rev. Plasma Physics 3, 1 (1967).
  16. A.G. Aksenov, V.F. Tishkin, and V.M. Chechetkin, Math. Models Computer Simulations 11, 360 (2019).
  17. Y.V. Artemova, G.S. Bisnovatyi-Kogan, I.V. Igumenshchev, and I.D. Novikov, 637(2), 968 (2006).
  18. P. Colella and H.M. Glaz, J. Comput. Phys. 59, 264 (1985).
  19. A.G. Aksenov, Comp. Math. and Math. Physics 55(10), 1752 (2015).
  20. E.P. Kurbatov, D.V. Bisikalo, and P.V. Kaygorodov, Physics Uspekhi 57(8), 787 (2014).
  21. N.I. Shakura and R.A. Sunyaev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 175, 613 (1976).
  22. M.R. McKee, Astron. and Astrophys. 235(1–2), 521 (1990).
  23. L. Titarchuk and I. Kalashnikov, Astron. and Astrophys. 674, id. A168 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025