 |
Астронет: В. В. Мусцевой, и др./Коуровка Аккреционно-струйные системы: история, результаты, перспективы http://variable-stars.ru/db/msg/1202465/node4.html |
3. Влияние гравитации центрального тела
на неустойчивые моды
струй
Хотя анализу устойчивости джетов посвящено уже сравнительно большое число работ, где рассматриваются достаточно сложные и подчас весьма экзотические модели (см., например, [15-17]), остался ряд нерешенных принципиальных вопросов. Так, например, хотя практически все наблюдаемые струйные выбросы конические, теоретических работ по устойчивости астрофизических струй с постоянным углом раствора практически нет. Исключение составляет работа [18], однако в ней равновесные градиенты термодинамических параметров вещества струи никак не привязываются к гравитационному полю источника выброса. В то же время понятно, что зарождение и рост возмущений, создающих впоследствии наблюдаемую крупномасштабную волновую структуру джетов, происходит во внутренних, близких к источнику выброса областях, где влияние гравитации центрального объекта на моды джетов может оказаться существенным. Кроме того, как правило, струйные выбросы наблюдаются в таких объектах, где одновременно с ними присутствует дисковая аккреция на массивное центральное тело. Вопрос о возможности взаимного влияния неустойчивых мод джетов и глобальных неустойчивых мод аккреционных дисков при формировании наблюдаемых регулярных структур также не обсуждался, хотя в протозвездных объектах, например, струи и диски погружены в достаточно холодную и плотную атмосферу, теоретически способную передавать такое взаимное воздействие.
Ранее нами были построены равновесные стационарные модели сверхзвуковых конических струй с постоянным углом раствора, находящихся в балансе по давлению с окружающей средой в поле тяжести центрального массивного объекта [19-21], и было показано, что параметры течения в таких струях не произвольны, а однозначно определяются параметрами окружающей среды. Отметим, что последнее заставляет усомниться в возможности широкой распространенности таких струй.
Проведенное нами в рамках предложенной модели исследование устойчивости показало, что учет гравитации приводит к появлению дополнительных неустойчивых мод струи - волноводно-резонансных внутренних гравитационных с аналогичным описанному в предыдущем пункте механизмом раскачки, обусловленным сверхотражением волн этого типа от границ струи. Кроме того, в сравнении с однородным вдоль струи случаем существенно меняется закон дисперсии возмущений.
Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы.
1. В высококоллимированной конической сверхзвуковой струе наиболее
вероятно резонансное развитие первой отражательной (
) гармоники
акустической пинч-моды (
).
2. Указанная мода сверхзвуковая, что позволяет предполагать
возможность ее эволюции в ударную волну с геометрией, отвечающей
данным наблюдений [22-27], а именно с пространственной
периодичностью узлов
, где 
-
диаметр джета на данном радиусе, и с объемным, а не поверхностным
заполнением излучающих узлов.
3. Излучающие узлы, созданные обсуждаемой модой, будут локализованы на участке вдоль струи с протяженностью, равной примерно 2-4 расстояниям от источника выброса до ближайшего к нему узла.
4. Основная гармоника первой винтовой моды 
не должна
разрушать струю, поскольку обусловленные ей возмущения быстро сносятся
вдоль струи; при этом из-за градиентных эффектов, вызываемых полем
тяготения источника выброса, для этих возмущений нарушается условие
резонансного сверхотражения тем сильнее, чем дальше от источника они
уходят, в силу чего их рост должен быстро выходить на стадию насыщения на
не слишком значительных амплитудах.
5. Формирование периодически расположенных
излучающих узлов в струях из-за резонансного развития первой
отражательной () гармоники акустической пинч-моды ()
должно приводить к образованию системы конических ударных волн в
окружающей среде вокруг джетов; в случае 
конусы Маха,
возбуждаемые ближайшими от источника выброса излучающими узлами,
способны, в принципе, в свою очередь порождать в аккреционном
диске систему ударных волн, интенсивно отводящих наружу угловой
момент вещества диска.
6. Установление единой глобальной системы ударных волн через возбуждаемые излучающими узлами конусы Маха в окружающей среде и их волновой отклик в аккреционном диске малого угла раствора способно синхронизировать излучающие узлы в противоположно направленных джетах, то есть приводить к одинаковой пространственной периодичности узлов даже при различной морфологии этих джетов.
<< 2. Неустойчивость Кельвина - Гельмгольца | Оглавление | 4. Влияние внешнего нагрева >>