مطالعۀ ساختار نامتقارن قرص‌های پیش سیاره‌ای با استفاده از روش طیفی

قرص های برافزایشی، در سراسر عالم هستی حضوری پررنگ و حیاتی دارند. از قرص های کهکشانی گرفته تا قرص های پیش سیاره ای که سیارات از آنها متولد می شوند، همگی در زمرۀ قرص های برافزایشی قرار می گیرند. بنابراین مطالعۀ ساختار قرص های واقعی در مقابل قرص های آرمانی (مانند زمانی که آنها کاملاً متقارن محوری نیستند)، مفید خواهد بود. در این پژوهش، قصد داریم ساختار یک قرص پیش سیاره ای را، که تقارن آن توسط یک جسم پر جرم ثانوی مختل شده است، مورد بررسی قرار دهیم. با بررسی اثر گرانشی جسم ثانوی، مشاهده می کنیم که علاوه بر تغییرات شعاعی، تغییرات سمتی (یا زاویه ای) نیز مهم می‌شوند. بعد از فرمول بندی مسئله، ما با یک دسته از معادله دیفرانسیل های پاره ای (دو متغیره، شعاعی و سمتی) مواجه می‌شویم. لذا با استفاده از روش های تحلیلی، این معادلات تبدیل به یک مجموعۀ نامتناهی (سری) از معادلات معمولی (تک متغیره) می شود. برای این مقصود، ما از روش طیفی، که یک روش قدرتمند برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزیی به معادلات دیفرانسیل معمولی است، استفاده می کنیم. پرسش مهمی که در این پژوهش به دنبال پاسخ آن هستیم، این است که وارد کردن اثر گرانشی جسم دوم، چه رفتارهای فیزیکی جدیدی به مسئله وارد می‌کنند؟ و آیا این تغییرات اساساً مهم هستند یا قابل صرفنظر کردن؟ با پاسخ به این سوالات می توانیم بفهمیم که آیا اساساً حضور جسم دوم در تشکیل سیارات در نواحی فی ما بین، نقش سازنده دارد یا مخرب. اگرچه ما مسئله را برای قرص های پیش سیاره ای حل می کنیم، اما نتایج ممکن است در مطالعۀ قرص های برافزایشی در سامانه های دوتایی مفید واقع شود.

the study of non-axisymmetric structure of a protoplanetary disc‎

this study aims to determine the non-axisymmetric structure of a protoplanetary disc caused by the gravitational potential of a massive planet. the disc becomes non-axisymmetric by considering this gravitational effect, so that the azimuthal changes will be important. using the spectral method, the partial differential equations (pdes) can be converted to the ordinary differential equations (odes), where the problem is solvable via the proper boundary conditions. two important parameters, i.e. &sigma& (mass ratio of the second object to the central object) and &x& (ratio the radius to the distance between two objects) play very important roles in this problem. the obtained results show that the disc structure at a fixed radius is very sensitive to the azimuthal changes. this issue addresses some approaches on the disc structure, which have not received much attention. also, we found that there is a high potential to transport the angular momentum of the disc material near the second object even in the low viscosity regime. furthermore, if the mass of the second object is greater than a certain value, the second object may be participating in the construction of the planets. it can be concluded that the presence of the second object may be helpful in the planet formation.