Research Article

Eğri Disk Kararsızlığı: Analitik Öngörüler ve Nümerik Simülasyonlar

Volume: 4 Number: 3 December 31, 2023
EN TR

Eğri Disk Kararsızlığı: Analitik Öngörüler ve Nümerik Simülasyonlar

Öz

Hem kuramsal modeller hem de gözlemsel bulgular astrofiziksel toplanma disklerinin genellikle eğri bir yapı sergilediğine işaret etmektedir. Eğri disk dinamiğine ilişkin analitik incelememize göre, kritik eğrilik değerine ulaşan diskler kararlılığını koruyamaz. Yoğunluğun ve eğriliğin anti-difüzyonu formunda beliren kararsızlık, diskin halkalara ayrılmasına neden olur. Bu çalışmada, kararsızlık analizinden elde ettiğimiz analitik öngörüleri test etmek amacıyla, dönen bir kara delik etrafında Lense - Thirring etkisi nedeniyle presesyon yapan disklerin kararlılığına ilişkin yüksek çözünürlüklü ve 3-boyutlu hidrodinamik simülasyonlar yapıldı. Diskin açısal momentum vektörü ile kara deliğin spin vektörü arasındaki açı (eğiklik), kalınlık ve viskozitenin eğri disk evrimi üzerindeki etkileri araştırıldı. Simülasyon sonuçlarına göre, (i) eğikliği büyük olan diskler kararsız kalmaya daha eğilimlidir; (ii) viskozitesi düşük diskler daha küçük eğrilik değerlerinde kararsız kalmaktadır; (iii) kalınlık, eğri disk evriminde belirleyici rol üstlenmektedir. Bu sonuçlar, kararsızlık analizinden türettiğimiz analitik öngörüleri doğrulamaktadır. Disklerde parçalanma süreci, toplanma oranlarını dramatik bir biçimde değiştiren ve X-ışın çiftleri ile Etkin Gökada Özeklerinde kısa zaman ölçeklerinde gözlenebilir özellikleri açıklama potansiyeli taşıyan bir süreç olarak karşımıza çıkmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

117F280

Thanks

Bu çalışmanın bir kısmı 117F280 nolu TÜBİTAK projesi tarafından desteklenmiştir.

References

  1. Bardeen J.~M., Petterson J.~A.: The Lense-Thirring Effect and Accretion Disks around Kerr Black Holes. Astrophysical Journal Letters {\bf 195} (1975) L65.
  2. Bate, M.~R., Lodato, G., \& Pringle, J.~E.: Chaotic star formation and the alignment of stellar rotation with disc and planetary orbital axes. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society {\bf 401} (2010) 1505--1513
  3. Do{\u{g}}an, S., Nixon, C.~J.:\ Instability of non-Keplerian warped discs.\ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society {\bf 495} (2020) 1148-1157.
  4. Do{\v g}an, S., Nixon, C.~J., King, A.~R., \& Pringle, J.~E.: Instability of warped discs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society {\bf 476} (2018) 1519--1531
  5. Do{\u g}an, S., Nixon, C., King, A., \& Price, D.~J.: Tearing up a misaligned accretion disc with a binary companion. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society {\bf 449} (2015) 1251--1258
  6. Fragner, M.~M., Nelson, R.~P.:\ Evolution of warped and twisted accretion discs in close binary systems.\ Astronomy and Astrophysics {\bf 511} (2010) 23.
  7. Gerend, D., \& Boynton, P.~E.: Optical clues to the nature of Hercules X-1/HZ Herculis. Astrophysical Journal {\bf 209} (1976) 562--573
  8. Heap, S.~R., Lindler, D.~J., Lanz, T.~M., et al.: Space Telescope Imaging Spectrograph Coronagraphic Observations of $\beta$ Pictoris. Astrophysical Journal {\bf 539} (2000) 435--444

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Astronomical Sciences (Other)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

July 13, 2023

Publication Date

December 31, 2023

Submission Date

November 6, 2022

Acceptance Date

November 21, 2022

Published in Issue

Year 2023 Volume: 4 Number: 3

TJAA is a publication of Turkish Astronomical Society (TAD).