中山大学余聪等人研究了冷却原行星盘中的 Rossby 波不稳定性

       原行星盘中的Rossby波可以激发出涡旋，有利于聚集尘埃促进星子形成。Rossby波的强度受很多因素影响，通过引入冷却时标 β 来描述气体冷却速度，我们考虑了气体冷却速度对Rossby波的增长率的影响。若 β 趋向于无穷，则气体趋向于绝热近似，反之则趋向于等温近似。

       图1展示了 β 在这两个近似之间变化时，Rossby波的归一化增长率η的变化情况，不同颜色代表气体盘里的声速条件。我们发现从绝热近似变化到等温近似，增长率的变化是非单调的，且在 β = 1 处Rossby波被最大程度抑制。对比绝热近似，等温近似时Rossby波在声速较小时会受到抑制，而声速较大时则会被增强。

图1：归一化Rossby波增长率随冷却时标β的变化。蓝色、橙色、绿色、红色线分别代表初始声速为 0.10、0.09、0.08、 0.07 的情况。

       此外我们还用热扩散方程，并引入单位时间热扩散标长(L_χ)² = χ / Ω来相似地计算上述过程，其中χ是热扩散系数。则 L_χ 趋向于0时为绝热近似，反之则是等温近似。类似地，图2展示了归一化增长率随 L_χ 的变化，我们发现变化过程基本与用冷却时标描述的情况类似。但在热扩散稍强于绝热近似时，Rossby波会被最大程度的增强，且声速越小增强程度越明显。这些计算给出了Rossby波在更宽泛的热力学条件下的变化，冷却时标与热扩散用不同的计算方式给出了相似的结论，但显然热扩散能给出更多细节。

图2: 归一化Rossby波增长率随热扩散标长 L_χ 的变化。蓝色、橙色、绿色、红色线分别代表初始声速为 0.09、0.08、 0.07、0.65 的情况。