Астронет - 5
Як ми побачили в розд. 5.1, в рамках осесиметричних моделей вдається зрозуміти багато спостерігаються прояви АТ. У той же час у тісних подвійних системах акреційні диски є принципово неосесиметричними через гравітаційний вплив з боку нормальної зірки і того, що речовина потрапляє в АТ у формі струменя через внутрішню лагранжеву точку. Якщо вивчаються досить тривалі проміжки часу, істотно перевищують період звернення, то, начебто, стандартні моделі АТ є добрим наближенням. Оскільки речовина при своєму русі до об'єкта, що акрекує, робить багато оборотів, то за цей час відбувається перемішування речовини по куту. Гравітаційна сила нормальної компоненти при наближенні до компактного об'єкта стає скільки завгодно малою порівняно з силою, обумовленою центральною масою.
Виникає низка цікавих питань: за яких умов у ТДС виникає АТ? Яка частина речовини втрачається системою? Чи буде речовина акрецувати без в'язкості? Завдання такого роду є для любителів аналітичних рішень практично нерозв'язними через нестаціонарність і неодномірність. І майже єдиний вихід – чисельне моделювання.
Речовина може залишати оптичну зірку у вигляді зоряного вітру, тобто. зі всієї поверхні зірки. Інший режим може виникати при заповненні нормальною зіркою своєї критичної області Роша, коли речовина спливає у формі струменя через досить малу околицю внутрішньої точки Лагранжа. При цьому якщо швидкість газу досить велика, то важко очікувати на утворення диска.
З загальних міркувань ясно, що з акреції в ТДС можливе виникнення ударних хвиль. Бірман [436], мабуть, був першим, хто в рамках гідродинамічного підходу розглянув перебіг газу в близькійподвійну систему в режимі зоряного вітру. Методом характеристик було розглянуто лише надзвукову течію. Заздалегідь, таке рішення не може містити ударних хвиль. Діяльність [437] отримана конічна ударна хвиля за аккрецирующим об'єктом. Однак метод кінцевих різниць, що має перший порядок точності, призводить до занадто великої чисельної в'язкості. Крім того, декартова сітка не дозволяє правильно встановити граничні умови на поверхні обох зірок.
У роботах [438-444] застосовувалися чисельні схеми другого порядку на криволінійній сітці, координатні лінії якої близькі до ізолінії ефективного потенціалу системи, що складається з двох тіл ( ), що знаходяться на відстані один від одного і обертаються з кутовою швидкістю . Одна із зірок заповнює свою критичну область Роша, а радіус іншої не перевищує . Ефекти, пов'язані з охолодженням, нагріванням, в'язкістю 5.7 та магнітними полями, не бралися до уваги. На поверхні нормальної зірки задавалися значення щільності та швидкості звуку.
Мал. 5.5. Характерне розташування ударних хвиль для різних значень:a- ;б-;в- .
Дослідженню течій при різних присвячені роботи [439,442] для . Якщо швидкість звуку мала ( ), навколо компактного об'єкта виникає диск із двома спіральними ударними хвилями 5.8 (рис. 5.5,а). Максимальне число Маха не перевищує. У разі відбувається перебудова течії: диск стає менш вираженим, при цьому залишається лише одна ударна спіральна хвиля (рис. 5.5,б). При значеннях, що лежать в області, виникає конічна ударна хвиля (рис. 5.5,в), всередині конуса протягом стає суттєво дозвуковим. При збільшенні швидкості звуку ( ) утворюється яскраво виражений режим зоряного вітру. Ззростанням швидкості звуку на поверхні зірки-донора кут між ударними хвилями стає меншим. Проходячи через конічну ударну хвилю швидкість газу сильно зменшується і частина його акрецирует на компактний об'єкт. Більшість речовини із системи йде. Схожі результати отримані у роботі [445].
Таким чином, тип акрецірующего течії (витікання з утворенням диска або у формі зоряного вітру з виникненням конічної ударної хвилі) у системі з зіркою-донором, що заповнила свою порожнину Роша, визначається значенням параметра . Типовою для розглянутих систем є оцінка см/с, що відповідає температурі К. За відсутності зіркової корони температура речовини, що витікає з зірки, набагато менше K. Отже, найбільш вірогідний режим закінчення через внутрішню точку Лагранжа з утворенням акреційного диска навколо компактного об'єкта. При перетіканні речовини через внутрішню точку Лагранжа великий питомий кутовий момент речовини, що призводить до утворення диска. У разі зоряного вітру питомий кутовий момент досить малий диск не утворюється [144].
5.2.2 Автомодельні ударні хвилі
Припущення у тому, що у газових дисках, обертаються навколо компактних об'єктів, можуть бути спіральні ударні хвилі, висловлювалося неодноразово [446,447]. Привабливість вивчення пов'язана з тим, що спіральні ударні хвилі можуть переносити кутовий момент з внутрішніх областей диска в зовнішні. У тонких акреційних дисках () перебіг є надзвуковим, що припускає можливість виникнення ударних хвиль. Причинами виникнення ударних хвиль можуть бути друга компонента у системі чи асиметрична магнітосфера навколо компактного об'єкта [448]. Завдяки дисипативним процесам на фронті хвилі речовина може по спіралі.падати до центру.
Розглянемо стаціонарне протягом, що містить дві і більше спіралеподібні ударні хвилі, у рамках автомодельного підходу [449]. Запишемо стаціонарні рівняння газодинаміки у такій формі: