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1 LAOG - Laboratoire d-Astrophysique de Grenoble

Abstract : Angular momentum transport in accretion disks has been a highly controversialdebate for 30 years now. We present here a study of this transport, consideringsome instabilities that can leads to developed turbulence in disks. The firstinstability considered is the subcritical hydrodynamic instability. Ournumerical study shows that, although not directly observed in simulations, thisinstability should lead to a very weak turbulent transport, and is probably notrelevant to explain disks observations. We then concider the stratorotationalinstability, and we show using an analytical approach that it requires veryspecific boundary conditions, which prevent this instability from appearing indisks. Finally, we study the magnetorotational instability, including non idealMHD effect resistivity and viscosity. We show numerically that theseeffects, although small compared to ideal MHD terms, can have a strong impact onthe turbulence efficiency. This point emphasize the role of microphysic effectsin the saturation process, and the necessity to modelize these phenomena to geta self-consistant accretion disk transport model.

Résumé : Le problème du transport de moment cinétique dans les disques d-accrétionastrophysiques fait l-objet d-un vif débat depuis maintenant une trentained-années. Onpropose ici une étude de ce transport en considérant plusieurs instabilitéspouvant conduire à de la turbulence développée dans les disques. La premièreinstabilité proposée est l-instabilité hydrodynamique sous critique decisaillement. Une étude numérique de cette instabilité nous permet de montrerque, bien que non détectable dans les simulations, le transport obtenu seratrès probablement bien trop faible pour expliquer les observations actuelles.Nous étudions ensuite l-instabilité strato-rotationnelle et nous montronspar un développement analytique que les contraintes sur les conditions auxlimites empêchent la formation de cette instabilité dans un vrai disque. Enfin,nous nous intéressons à l-instabilité magnéto-rotationnelle en présence d-effetsnon idéaux viscosité et résistivité magnétique. Nous montrons alors que ceseffets non idéaux, bien que faibles a priori, ont un fort impact surl-efficacité de la turbulence finalement engendrée. Ce dernier point montre lerôle que peut avoir la microphysique dans le processus de saturation, et lanécessité d-avoir une modélisation de ces effets afin d-obtenir unmodèle de transport cohérent dans les disques d-accrétion.

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Keywords : turbulence theory numerical methods Accretion disc

Mots-clés : Disque d-accrétion méthodes numériques théorie de la turbulence MHD





Author: Geoffroy Lesur -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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