Transport d'un champ magnétique vertical dans les disques d'accrétion

par Rémi de Guiran

Thèse de doctorat en Astrophysique et milieux dilués

Sous la direction de Jonathan Ferreira.

Soutenue le 08-03-2013

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (laboratoire) .

Le président du jury était Gilles Henri.

Le jury était composé de Stéphane Corbel, Claudio Zanni.

Les rapporteurs étaient Michel Tagger, Patrick Hennebelle.


  • Résumé

    Le champ magnétique vertical joue un rôle prépondérant dans la dynamique des disques d'accrétion. L'émission de jet par un disque ainsi que la turbulence qu'on suppose y exister sont tous deux fortement contraints par l'intensité de ce champ vertical. Ce champ évolue lui même suivant les mécanismes d'advection par la matière et de diffusion par la turbulence. Depuis plus de vingt ans, la question de l'évolution d'un tel champ dans un disque fait l'objet de nombreuses études, mais une modélisation globale de disque prenant en compte tous ces ingrédients n'avait encore jamais été réalisée. Je propose ici un modèle, considérant le transport d'un champ magnétique vertical par le disque, mais également la rétroaction de ce champ sur la dynamique du disque. Une résolution analytique de configurations homogènes est réalisée. Elle confirme les résultats des études précédentes, à savoir qu'en l'état actuel des connaissances des processus de transport, un disque turbulent ne peut advecter significativement le champ vertical pour permettre l'émission d'un jet. Elle met cependant en avant une configuration nouvelle de disque, mixte, dans laquelle les conditions d'éjection sont réunies non pas à l'intérieur du disque mais dans ses régions externes. La stabilité des configurations homogènes calculée a été réalisée, et de nouvelles instabilités sont mises en avant. L'effectivité de ces instabilités dépend des dépendances fonctionnelles employées pour quantifier la dynamique du disque. Une caractérisation, via des simulation locales, des ces dépendances fonctionnelles, permettrait de savoir si ces instabilités peuvent être effectives dans un disque d'accrétion. Enfin, les outils numériques développé permettent d'étudier les configurations envisagées. Les configurations homogènes stationnaires sont récupérées, et une étude dynamique de la configuration mixte permet de caractériser les conditions d'advection de la limite disque éjectant/disque standard.

  • Titre traduit

    Transport of a vertical magnetic field in accretion discs


  • Résumé

    The vertical magnetic field plays a fundamental role in the dynamics of accretion discs. The jet launching, so as the turbulence that is supposed to exist in these discs are strongly constrained by the intensity of this field. This field evolves following the mechanisms of advection by the mater and diffusion by turbulence. The question of the evolution of such a field has been studied since more than 20 years, but a global modelisation, involving all these méchanisms wasn't done yet. I propose a model, taking into account the transport of a vertical magnetic field by the disc, and also the feedback of this field on the dynamics of the disc. Analytical solutions for standard configurations a calculated. It confirms previous studies in the sense that considering the state of the art, a turbulent disc can not advect a vertical field in order to allow a jet launching. However, a new configuration is rised, in wich the ejection conditions are realised in the outer radius of the disc. The stability of the standard configurations is calculated, and new instabilities are rised. The effectivity of such instabilities depends on the functionnal dependancies used to quantify the disc dynamics. A determination of such dependancies, via local simulations, would clarify if such instabilities could be effective in accretion discs. At last, the numerical tools developped allows to study the configurations. Standard one are found, and a dynamical study of the new configuration is done to determine the advection conditions for the limit ejecting disc/ standard disc.


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