Gas-dynamic instabilities in a two-dimensional boundary layer during accretion

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The purpose of the work is to build a self-consistent gas-dynamic model of the accretion disk of a compact astrophysical object, taking into account viscosity. The matter falling on a compact object consists of proton gas, electrons, and radiation arising from the braking of a rotating gas at a speed comparable to light. Physical proton viscosity is not enough in the gas-dynamic accretion model with laminar flow. It is necessary to introduce the so-called turbulent viscosity, probably arising from the development of instabilities, to explain the loss of the disk angular momentum. With a quantitative mathematical model of gas dynamics, taking into account the generally accepted turbulent viscosity, we want to demonstrate a solution with such instability. In a recently published work on Kepler disk braking, we were able to obtain only large-scale vortex structures arising from azimuthal perturbations, for example, due to tidal effects, and demonstrated an increase in disk braking against a neutron star due to these vortex structures. And the development of small-scale shear instability on the surface of a neutron star for a Kepler disk was not demonstrated in calculations. In this work, we examine a non-Keplerian disk with a non-zero negative radial velocity, ensuring the flow of matter to the surface of a compact star, as a result of which shear instability and turbulence appear.

Sobre autores

A. Aksenov

Institute for Computer Aided Design, Russian Academy of Sciences

Email: aksenov@fastmail.fm
Moscow, Russia

V. Chechetkin

Institute for Computer Aided Design, Russian Academy of Sciences; Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy Sciences

Moscow, Russia; Moscow, Russia

Bibliografia

  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).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».