The interplay between ambipolar diffusion and Hall effect on magnetic field decoupling and protostellar disc formation
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Non-ideal magnetohydrodynamic (MHD) effects have been shown recently as a robust mechanism of averting the magnetic braking ‘catastrophe’ and promoting protostellar disc formation. However, the magnetic diffusivities that determine the efficiency of non-ideal MHD effects are highly sensitive to microphysics. We carry out non-ideal MHD simulations to explore the role of microphysics on disc formation and the interplay between ambipolar diffusion (AD) and Hall effect during the protostellar collapse. We find that removing the smallest grain population (≲10 nm) from the standard MRN size distribution is sufficient for enabling disc formation. Further varying the grain sizes can result in either a Hall-dominated or an AD-dominated collapse; both form discs of tens of au in size regardless of the magnetic field polarity. The direction of disc rotation is bimodal in the Hall-dominated collapse but unimodal in the AD-dominated collapse. We also find that AD and Hall effect can operate either with or against each other in both radial and azimuthal directions, yet the combined effect of AD and Hall is to move the magnetic field radially outward relative to the infalling envelope matter. In addition, microphysics and magnetic field polarity can leave profound imprints both on observables (e.g. outflow morphology, disc to stellar mass ratio) and on the magnetic field characteristics of protoplanetary discs. Including Hall effect relaxes the requirements on microphysics for disc formation, so that prestellar cores with cosmic ray ionization rate of ≲2–3 × 10−16 s−1 can still form small discs of ≲10 au radius. We conclude that disc formation should be relatively common for typical prestellar core conditions, and that microphysics in the protostellar envelope is essential to not only disc formation, but also protoplanetary disc evolution.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».