Topological transition from accretion to ejection in a disk-jet system; Singular perturbation of the Hall effect in a weakly ionized plasma

降着円盤における降着からジェットへのトポロジカルな遷移; 弱電離プラズマ中のホール効果による特異摂動

白石 淳也; 吉田 善章*; 古川 勝*

Shiraishi, Junya; Yoshida, Zensho*; Furukawa, Masaru*

原始星などの中心天体近傍に形成される、ジェット放出を伴う降着円盤は、理想流体モデルの枠組みから見れば特異な構造を持っている。降着流とジェット流は、ケプラー回転している円盤に対する「特異摂動」とみなすことができる。ここで特異摂動とは、何らかの(微分階数に関して)高次な効果をいう。本論文では、原始星円盤の弱電離プラズマ中ではホール効果がそのような構造を形成することを示した。実際、特異摂動によって規定される特徴的なスケールを評価すると、ホール効果が支配的である。

A thin disk accompanied by spindle-like jet, created commonly near massive central objects, exhibits a topologically singular aspect when viewed from an ideal macroscopic theory. The accreting inflow and jet's outflow are "singular perturbation" on the ambient Keplerian rotation, which are generated by some non-ideal higher-order (in the order of derivatives) effect. The Hall effect can generate such a structure in a weakly ionized plasma of a protostellar disk. Numerical estimate of the characteristic length scale defined by the singular perturbation justifies the precedence of the Hall effect.