Введение к работе
t
Актуальность темы исследований
Математическое моделирование, задач о коллапсе незамагничен-ных и замагниченных вращающихся облаков важно для понимания различных стадий эволюции звезд. Исследование задачи о коллапсе холодного быстровращающегося облака представляет интерес для понимания процессов, происходящих при формиропаяии звезд и кратных систем в Галактике. К настоящему времени в результатах численного моделирования этой задачи имеется существенное расхождение. Результаты расчетов авторов, пользующихся преимущественно разностными схемами в эйлеровых переменных, показывают, что в результате коллапса распределение плотности вблизи экватора представляет собой кольцо (т.е. максимальное значение плотности расположено на периферии экваториальной плоскости). Расчеты авторов, использующих разностные схемы в лагранжевых переменных показывают, что результатом коллапса является диск с максимумом плотности в центре облака. Задачи о коллапсе вращающихся газовых нротозвсэдных облаков характеризуются сильным изменением таких параметров, как плотность и температура в течение короткого промежутка времени, а также необходимостью ;амосогласованного учета гравитации. Поэтому для получения до-:товерных результатов необходимо использовать современные чиненные методы. Одним из наиболее удобных подходов при моделировании'.такого рода задач является использование разност-[ых схем в лагранжевых переменных. Моделирование коллапса амагничениого вращающегося газового облака является актуальним, так как эта задача важна для исследования процессов, проис-одящих в звездах, на самых поздних стадиях звездной эволюции. )та задача представляет.собой предварительный этап в исследо- ании магниторотационного механизма вспышки сверхновой, преложенного Г.С.Бисноватым-Коганом.
D настоящее время в астрофизике известны явления, в которых арушается симметрия: так, в активных ядрах галактик часто на-людаются односторонние либо сильно различающиеся по яркости
выбросы. Кроме того, к настоящему времени не выяснена до конца природа быстролетящих радиопульсаров. В качестве возможного способа объяснения явлений такого рода может послужить механизм нарушения симметрии магнитного поля.
Цели и задачи работы:
численное моделирование задачи о коллапсе быстропращающего-сл холодного газового облака;
численный расчет задачи о коллапсе замагвиченного вращающегося протозвездного облака;
разработка механизма нарушения зеркальной симметрии магнитного поля р дифференциально вращающихся звездах за счет взаимодействия полоидальной и тороидальной компонент поля звезды.
Научная новизна и практическое значение работы
Проведено численное моделирование гравитационного коллапса быстровращающегосл. холодного газового облака. Показано, что в результате коллапса формируется диск. Численно обнаружен вффект возникновения неустойчивости за фронтом ударной волны, движущейся в гравитационном поле.
Моделирование задачи о коллапсе замагниченного вращающегося газового облака показало, что взаимодействие дифференциального вращения и полоидальных компонент магнитного полл приводит к возникновению и росту со временем тороидальной составляющей магнитного поля, что, в свою очередь, приводит к выталкиванию вещества облака наружу и сбросу части оболочки облака.
Полученные в диссертации результаты могут быть использованы при исследовании задач двумерной гравитационной магнитной газовой динамики, таких как задачи о коллапсе замагниченных облаков, задачи о магниторотационном взрыве сверхновой. Предложенный механизм нарушения зеркальной симметрии магнитного ноля может быть использован при объяснении явления односторонних выбросов и эффекта отдачи в активных ядрах галактик и для объяснения быстролетящих радиопульсаров.
»
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы были представлены на семинаре в Институте прикладной математики РАН ни. М.В. Келдыша (Москва, 1993), семинаре в Институте астрофизики им. Макса Планка (Гархинг, Германия, 1993), конференции, посвященной 90-летию Г.А.Гамопа (Одесса, 1994), 17-м Техасском симпозиуме по релятивистской астрофизике (Мюнхен, 1994), юбилейном семинаре памяти Г.А.Гамова (Санкт-Петербург, 1994), школе - семинаре "Космическая электродинамика и физика Солнца" (Пущине, 1995).
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и имеет объем 91 страницу, включая 30 графиков и рисунков. Список цитируемой литературы включает 45 работ.
