Electric heating and angular momentum transport in laminar models of protoplanetary disks
Auteurs : William Béthune, Henrik Latter
Résumé : The vertical temperature structure of a protoplanetary disk bears on several processes relevant to planet formation, such as gas and dust grain chemistry, ice lines and convection. The temperature profile is controlled by irradiation from the central star and by any internal source of heat as caused by gas accretion. We investigate the heat and angular momentum transport generated by the resistive dissipation of magnetic fields in laminar disks. We use local one-dimensional simulations to obtain vertical temperature profiles for typical conditions in the inner disk (0.5 to 4 au). Using simple assumptions for the gas ionization and opacity, the heating and cooling rates are computed self-consistently in the framework of radiative non-ideal magnetohydrodynamics. We characterize steady solutions that are symmetric about the midplane and which may be associated with saturated Hall-shear unstable modes. We also examine the dissipation of electric currents driven by global accretion-ejection structures. In both cases we obtain significant heating for a sufficiently high opacity. Sufficiently strong magnetic fields can induce an order-unity temperature increase in the disk midplane, a convectively unstable entropy profile, and a surface emissivity equivalent to a viscous heating of $\alpha \sim 10^{-2}$. These results show how magnetic fields may drive efficient accretion and heating in weakly ionized disks where turbulence might be inefficient, at least for a range of radii and ages of the disk.
Explorez l'arbre d'article
Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel
Recherchez des articles similaires (en version bêta)
En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.