Instabilités et sources locales de turbulence dans les disques d'accrétion

par Geoffroy Lesur

Thèse de doctorat en Physique. Astrophysique

Sous la direction de Guy Pelletier et de Pierre-Yves Longaretti.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le problème du transport de moment cinétique dans les disques d'accrétion astrophysiques fait l'objet d'un vif débat depuis maintenant une trentaine d'années. On propose ici une étude de ce transport en considérant plusieurs instabilités pouvant conduire à de la turbulence développée dans les disques. La première instabilité proposée est l'instabilité hydrodynamique sous critique de cisaillement. Une étude numérique de cette instabilité nous permet de montrer que, bien que non détectable dans les simulations, le transport obtenu sera très probablement bien trop faible pour expliquer les observations actuelles. Nous étudions ensuite l'instabilité strato-rotationnelle et nous montrons par un développement analytique que les contraintes sur les conditions aux limites empêchent la formation de cette instabilité dans un vrai disque. Enfin, nous nous intéressons à l'instabilité magnéto-rotationnelle en présence d'effets non idéaux (viscosité et résistivité magnétique). Nous montrons alors que ces effets non idéaux, bien que faibles a priori, ont un fort impact sur l'efficacité de la turbulence finalement engendrée. Ce dernier point montre le rôle que peut avoir la microphysique dans le processus de saturation, et la nécessité d'avoir une modélisation de ces effets afin d'obtenir un modèle de transport cohérent dans les disques d'accrétion.

  • Titre traduit

    Instabilities and local sources of turbulence in accretion disks


  • Résumé

    Angular momentum transport in accretion disks has been a highly controversial debate for 30 years now. We present here a study of this transport, considering sorne instabilities that can leads to developed turbulence in disks. The first instability considered is the subcritical hydrodynamic instability. Our numerical study shows that, although not directly observed in simulations, this instability should lead to a very weak turbulent transport, and is probably not relevant to explain disks observations. We then concider the stratorotational instability, and we show using an analytical approach that it requires very specifie boundary conditions, which prevent this instability from appearing in disks. Finally, we study the magnetorotational instability, including non ideal MHD effect (resistivity and viscosity). We show numerically that these effects, although small compared to ideal MHD terms, can have a strong impact on the turbulence effieiency. This point emphasize the role of microphysic effects in the saturation process, and the necessity to modelize these phenomena to get a self-consistant accretion disk transport model.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIX-238 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 233-238

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  • Cote : TS07/GRE1/0073/D
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