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Model magnetospheric accretion and bipolar jets with intense lasers

Chunqing Xing, Jiayong Zhong, Pengfei Tang, Xu Zhao, Zhe Zhang, Wei Sun, Dawei Yuan, Huigang Wei, Bo Han, Zhu Lei2024年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Astronomical observations show that classical T Tauri stars (TTSs) always possess active accretion activity and jet launching. However, limited by high dust opacity and observation resolution, direct investigations of the details are arduous. The physics of the accretion activity and the jet formation is still an open question. In this paper, we carry out the experiment with intense lasers irradiating a newly designed eight-coil capacitor target. We observe a process in laboratory which is similar to the truncation process of the magnetospheric accretion around TTSs. Both impediment processes result from a relatively strong magnetic field compared to the ram and thermal pressures of the material. We also observe a jet formation process in laboratory which is similar to the jet formation model proposed by Cantó et al (1988). Both formation processes result from converging supersonic flows. At last, we discuss the feasibility of a jet formation model based on magnetospheric accretion.

日本語訳

天文観測により、古典的Tタウリ型星(TTS)は常に活発な降着活動とジェット放出を伴うことが示されている。しかし、高いダスト不透明度と観測分解能の制限により、その詳細を直接観測することは困難である。降着活動とジェット形成の物理は依然として未解明の課題である。本論文では、新たに設計した8コイルターゲットに強力レーザーを照射する実験を行った。その結果、TTS周囲の磁気圏降着における切断過程と類似した過程が実験室で観測された。これらの切断過程は、いずれも物質のラム圧と熱圧に比べて比較的強い磁場に起因するものである。また、Cantóら(1988)が提唱したジェット形成モデルと類似したジェット形成過程も実験室で観測された。これらの形成過程は、いずれも収束する超音速流に起因するものである。最後に、磁気圏降着に基づくジェット形成モデルの実現可能性について議論する。

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