Gezegen oluşum disklerinde manyetik dönme kararsızlığı
Magnetorotational instability in protoplanetary disks
Yazar: UMUT KURT
Danışman: DOÇ. DR. EBRU DEVLEN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı / Astrofizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Bu tezde, gezegen oluşum disklerinde ortaya çıkan manyetik dönme kararsızlığı (MRI) üzerine çalışılmıştır. Toplanma disklerinde açısal momentum taşınımı ve disk evrimi konusundaki çalışmalar astrofizik alanı için büyük önem taşır. Bu çalışmaların önemli bir kısmı toplanma disklerinde çalkantıya yol açan akışkan kararsızlıklarıyla ilgilidir. Kararsızlıktan kaynaklanan çalkantı, moleküler viskoziteyi çok aşan anormal bir viskoziteye neden olur. Çalkantılı viskozite açısal momentumu dışarıya doğru taşır ve böylece özekteki cisim üzerine madde toplanması gerçekleşir. Çok sayıda ve farklı akışkan kararsızklıkları olsa da MRI toplanma dikslerinde en yaygın çalışılan ve kabul gören bir kararsızlık türüdür.
Gezegen oluşum disklerinin farklı bölgelerinde çok farklı fiziksel koşullar karşımıza çıkar. Diskin her bölgesinde sıcaklık, yoğunluk ve iyonlaşma kesrinin farklı olması nedeniyle, ideal olmayan manyetohidrodinamik (MHD) etkileri önemli hale gelir. Ohmik difüzyon, Hall ekisi ve ambipolar difüzyon terimlerinin göreli önemi yük taşıyıcıların dinamiklerinin manyetik alanlardan ve nötr türlerle çarpışmalardan nasıl etkilendiğine bağlı olarak değişir. Bu yüzden bu etkilerin manyetik dönme kararsızlığı üzerindeki etkisini çalışmak önemlidir. Bu tezde gezegen oluşum disklerinde açısal momentum taşınım denklemlerinden başlayarak MRI'nın en genel hali çıkartılmıştır. Daha sonra gezegen oluşum disklerindeki difüzyon etkilerinin fiziksel anlamları ve önemi incelenerek, bu etkiler altında diskin nasıl evrimleştiği tartışılmıştır.

Abstract:
In this thesis, magnetorotational instability (MRI) occurring in protoplanetary disks has been studied. Studies on angular momentum transport and disk evolution in accretion disks are of great importance to the field of astrophysics. Many of these studies are related to fluid instabilities that cause turbulence in accretion disks. The turbulence resulting from the instability causes an anomalous viscosity that far exceeds the molecular viscosity. Turbulent viscosity transports angular momentum outward and thus material accretion occurs onto the central body. Although there are many different fluid instabilities, MRI is the most widely studied and accepted type of instability in accretion disks.
Very different physical conditions are encountered in different regions of protoplanetary disks. Non-ideal magnetohydrodynamic (MHD) effects become important due to the different temperatures, densities, and ionization fractions in each region of the disk. The relative importance of the terms Ohmic diffusion, Hall effect and ambipolar diffusion varies depending on how the dynamics of charge carriers are affected by magnetic fields and collisions with neutral species. Therefore, it is important to study the effect of these diffusion terms on MRI. In this thesis, the most general form of MRI is derived starting from the angular momentum transport equations in protoplanetary disks. Then, the physical meaning and importance of diffusion effects in protoplanetary disks have been examined and how the disk evolves under these effects has been discussed.