Letter 流体力学的な乱流は宇宙物理学的な円盤において実効的に角運動量を輸送できない 2006年11月16日 Nature 444, 7117 doi: 10.1038/nature05323 宇宙で知られている最も効率的なエネルギー源は、降着円盤である。ブラックホールの周囲の降着円盤は、静止質量エネルギーの5〜40パーセントを輻射へと変換する。流れ込んでいる質量は、おそらく円盤内の基本的に非粘性である激しい乱流によって、回転しながら排水口に吸い込まれる水のように角運動量を失うはずだ。乱流の起源は明らかになっていない。電気伝導性プラズマの高温の円盤は、線形の磁気回転不安定性によって乱流となりうる。原始星の惑星形成中の円盤のような低温の円盤は、イオン化が不十分なため磁気回転不安定性が発生せず、したがって、基本的に非磁性で線形的に安定である。非線形の流体力学的不安定性は、十分に大きな レイノルズ数において、線形の安定流（例えばパイプ流）でしばしば発生する。惑星形成中の円盤は、極端に大きなレイノルズ数をもつが、ケプラー回転は、それらの線形の流体力学的安定性を増強する。そのため、円盤が乱流になりうるかどうか、そして、その結果として実効的に角運動量を輸送できるかどうかについては異論が多い。本論文では、数百万までのレイノルズ数での非磁性の準ケプラー流が本質的に定常であることを実証した実験室実験について報告する。降着円盤にまで規模を拡大すると、角運動量輸送の割合は宇宙物理学で要求されるよりもはるかに小さくなる。我々の結果は、純粋に流体力学的な乱流を考慮から除外することによって、低温の円盤でも起こりうる乱流の原因として磁気回転不安定性を間接的に支持するものである。 Full Text PDF 目次へ戻る
