Развитие гидродинамических резонансных неустойчивостей в газовых подсистемах астрофизических объектов тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

Г» Р» £^

^ о"

о

5 5'РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

- СПЁЦИАДБНАЯ АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

С'Ч-

На правах рукописи Мусцевой Виктор Васильевич

УДК 524: 532.5

РАЗВИТИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАНСНЫХ НЕУСТОЙЧИВОСТЕЙ В ГАЗОВЫХ ПОДСИСТЕМАХ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

01.03.02 — астрофизика и радиоастрономия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фиопко-математических наук

Нижний Архыо - 1997

Работа выполнена на кафедре теоретической физики Волгоградского государственного университета Государственного Комитета РФ по высшему образованию.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,

профессор А.Г. Морозов

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН,

доктор физико-математических наук,

профессор A.M. Фридман

доктор физико-математических наук B.J1. Афанасьев

Ведущая организация — Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, г. Москва

Защита состоится " £ 9 " 1997 г. в -^У^ч. на

заседании диссертационного совета Д 003.35.01. по присуждению ученой степени доктора физико-математических наук при Специальной астрофизической обсерватории РАН по адресу:

357147, Карачаево-Черкесская республика, Нижний Архыз, тел. (87878)-46436

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Специальной астрофизической обсерватории РАН по тому же адресу.

Автореферат разослан "¿У" 1997 г.

//

Ученый секретарь

диссертационного совета 7/

к.ф.-м.н. 4<? Е.К. Майорова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование гидродинамических резонансных неустойчивостей в сверхзвуковых потоках газа начато сравнительно недавно и в последние два десятилетия находится в стадии бурного развития. В астрофизике это связано с тем, что, как оказалось, раскачка возмущений этими неустойчиво стями до нелинейных амплитуд способна приводить к крупномасштабным волновым структурам, сходным с наблюдаемыми в струйных выбросах из молодых звезд и двойных звездных систем, в газовых галактических и в аккреционных дисках. Кроме того, данные неустойчивости являются многомодовыми, поддерживаемые ими высшие гармоники образуют иерархически!! ряд уменьшающихся пространственных масштабов и возрастающих частот, что способно приводить к эффективной турбу-лизации течения. Последнее может оказаться важным применительно к объяснению аномально высокой турбулентной вязкости вещества аккреционных дисков.

Несмотря на значительное количество появившихся в последнее время публикаций по данному кругу вопросов, остается ряд нерешенных проблем, п реферируемая работа должна внести существенный вклад в их прояснение.

Цель работы. Основной целью реферируемой диссертации являлось изучение принципиальной возможности и характерных особенностей развития резонансных неустойчивостей в астрофизических струях, в аккреционных дисках и в газовых подсистемах дисков плоских галактик, а также всестороннее исследование их физических механизмов и параметров генерируемых ими волновых структур.

Научная новизна реферируемой работы состоит в том, что в ходе проведенных исследований были впервые получены следующие основные результаты:

- показано, что за формирование наблюдаемой в джетах волновой структуры ответственны возмущения, испытавшие сверхотражение от границ струи не под главным резонансным углом (излучение Вавилова - Черенкова), а под одним из двух побочных резонансных углов, что снимает противоречие между наблюдаемой длиной волны и предсказываемой линейным анализом;

- предложена методика определения областей устойчивости и неустойчивости по различным параметрам, характеризующим

сверхзвуковую несимметричную струю, основанная на анализе выражений для средней плотности энергии возмущений и для коэффициентов отражения от границ струи;

- показано, что даже малое отклонение от симметрии струи по поперечной координате способно приводить к уменьшению характерного времени развития неустойчивости типа акустического резонанса;

- показано, что находящиеся в гравитационном поле струи не разрушаются из-оа развития неустойчивости основной и-згибной моды, так как она стабилизируется поперечной к джету силой тяжести, в отличие от высших неустойчивых гармоник изгибной и шшч-мод, формирующих наблюдаемую волновую структуру дже-тов;

- получено ограничение на частоты неустойчивых мод, усиливаемых сверхотражением от сверхзвуковых границ х>аздела, и на этой основе предложена методика анализа физических механизмов неустойчивости в сверхзвуковых струях;

- показана возможность раскачки неустойчивости типа акустического резонанса в режиме двухп о т оков ой дисковой аккреции и высказано предположение о возможности турбулизации вещества диска этой неустойчивостью;

- показана возможность развития неустойчивости, имеющей характер магнитоакустического резонанса, в аккреционном диске, обжимаемом магнитным полем;

- предложено объяснение квазипериодических осцилляций светимости наличием крупномасштабной спиральной волны плотности во внутренней области аккреционного диска;

- предложено объяснение сложных спиральных узоров в дисках плоских галактик суперпозицией различных гидродинамических и/или гравитационных неустойчивых мод в одной и той же области диска;

- показана возможность развития центробежно-резонансной неустойчивой моды в газовых дисках с двугорбой кривой вращения п вскрыт физический механизм ее раскачки.

Научная и практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что полученные в диссертации результаты могут представлять интерес как с точки зрения фундаментальных исследований, так и с точки зрения применений для широкого круга специали-

стов, занимающихся проблемами астрономии, астрофизики и газодинамики в таких научных учреждениях как Институт астрономии РАН, Астрономический институт СПбГУ, Институт космических исследований РАН, Государственный астрономический институт дм. Штернберга, Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Московский, Санкт-Петербургский, Ростовский госунивсрсптеты и т.д. Отдельные параграфы диссертации могут быть включены в учебные курсы по теории гидродинамической устойчивости.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

1. На основе детального численного и аналитического исследования дисперсионного уравнения для возмущений в симметричной струе и анализа механизма неустойчивости устранено противоречие между результатами численного нелинейного моделирования дже-тов и линейного анализа устойчивости, предсказывающего более коротковолновый узор, чем имеющий место в компьютерном моделировании и в реальных джетах.

2. Проведено подробное численное и аналитическое исследование дисперсионных свойств неустойчивых возмущений' в несимметричных по поперечной координате сверхзвуковых струях и сделан вывод о том, что даже незначительное отклонение от симметрии существенно влияет на устойчивость и, в частности, приводит к увеличению числа неустойчивых мод в струе и значительному возрастанию инкрементов некоторых из них.

3. Предложена эффективная методика предварительного анализа устойчивости несимметричных сверхзвуковых струй для выявления областей устойчивости и неустойчивости по различным параметрам, характеризующим струю.

4. Исследовано влияние поперечного гравитационного поля иа устойчивость джета и показано его стабилизирующее воздействие на моду, изгибающую н на нелинейной стадии разрушающую струю, чем снимается противоречие между данными наблюдений и результатами численного моделирования струй.

5. На основе анализа выражения для средней плотности энергии получено ограничение на действительную и мнимую части частот неустойчивых возмущений, поддерживаемых эффектом сверхотражения, сформулированное в виде теоремы о полукруге, и на примере, джета показано, что данная теорема весьма эффективна

.при интерпретации механизма усиления возмущении.

С. Исследована устойчивость двухпотоковой дисковой аккреции и показана возможность развития в таком режиме неустойчивости типа акустического резонанса, • способной эффективно турбули-зовать вещество диска.

7. Проведено детальное исследование устойчивости модели аккреционного диска, обжимаемого магнитным полем центрального компактного объекта, и показана возможность развития в такой модели нового типа неустойчивости, имеющей характер магнитоаку-стического резонанса.

8. Предложено объяснение квазипериодических осцилляции рентгеновской светимости источников на частоте 2 — 50 Гц существованием крупномасштабной спиральной волны плотности во внутренних областях аккреционных дисков, отличающееся от предлагавшихся ранее.

9. Показана возможность существования в газовых дисках с двугорбыми кривыми вращения наряду с известной модой центробежной неустойчивости новой неустойчивой моды — цснтробежпо -резонансной, — и предлагается сценарий, согласно которому ветвящиеся рукава и другие сложные узоры спиральных галактик могут обуславливаться суперпозицией этих двух мод.

Достоверность результатов и выводов диссертации определяется тщательной обоснованностью используемых моделей и применением при решении поставленных задач строгих математических методов, проверкой полученных в работе приближенных аналитических асимптотических решений на совпадение с точными численными решениями в широких диапазонах значений параметров, а также совпадением в частных и предельных случаях полученных результатов с известными ранее.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 19 научных публикациях, список которых приведен в конце автореферата.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзных научных конференциях "Классическая гравифизика" (Волгоград, сентябрь 1989 г.), "Астрофизика сегодня" (Нижний Новгород, март 1991 г.), в рамках научной программы II то съезда Астрономического общества СССР (Москва, ноябрь 1991 г.), на Всесоюзном

научном семинаре "Астрофизика - IV" рабочей группы "Физика галактик" (Цейсхое ущелье, сентябрь 1990 г.), Всероссийском научном семинаре рабочей группы МЗС "Явления самоорганизации в галактиках" (Пулково, ГАО, сентябрь 1992 г.), международных научных конференциях "Physics of Gaseous and Stellar Disks of Galaxy" (Нижний Архыо, CAO, сентябрь 1993 г.) и "Structure and Evolution of Stellar Systems" (г. Петрозаводск, август 1995 г.), на Всесоюзных студенческих научных конференциях "Физика Космоса" XX, XXII, XXIII, XIV н XXV (Свердловская обл., Коуровская АО, февраль 1991, 1993, 1994,1995 и 1996 гг.), ВНКСФ-1 и ВНКСФ 2 (г. Заречный, Свердловская обл., апрель 1993 и 1994 гг.), научных семинарах кафедры теоретической астрофизики Астрономического института СПбГУ (Санкт-Петербург, сентябрь 1992 г.), кафедры астрономии и геодезии Уральского госуниверситета (Екатеринбург, апрель 1993 г.), Специальной астр о физпче ской обсерватории РАН (Нижний Архыз, октябрь 1996 г.) и кафедры теоретической физики Волгоградского госуниверситета в 1985 - 1996 гг.

Личный вклад автора. В совместных публикациях по теме диссертационной работы вклад автора заключается в непосредственном участии в постановке задач, в получении всех аналитических асимптотических решений, в участии в проведении расчетов, в интерпретации полученных результатов и в написании статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 178 страниц машинописного текста, включая 59 рисунков и список литературы (140 наименований).

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении приведен краткий критический обзор литературы по теории резонансных неустойчивостей и попыткам привлечения их для интерпретации данных астрономических наблюдений, позволяющий обосновать актуальность темы диссертации и сформулировать ее основные цели и задачи.

Глава 1. Неустойчивость типа акустического резонанса в астрофизических джетах. Первыми достаточно серьезными исследованиями устойчивости джетов являются работы [1-7], где в моделях цилиндрических и плоских струй с разрывными границами показано,

■что существенно сверхзвуковой характер течения приводит к появлению нового типа неустойчивости. .Наряду с основными изгибной и шщчевой модами, присутствующими и в дозвуковых струях и обусловленными механизмом неустойчивости.Кепьвина-Гельмгольда (эффект Бернулли), в этом случае возбуждается большое число высших неустойчивых гармоник этих мод, названных в [1 -7] отражательными. Эти гармоники по существу являются неустойчивыми собственными модами волноводного слоя, образованного границами струи, и различаются числом узлов собственных функций между этими границами. Механизм неустойчивости отражательных гармоник подробно анализировался в [8-11]. В его основе лежит открытый в 1957 г. Майлсом и Рибнером эффект сверхотражения [12-13]: звуковая волна, падающая на поверхность тангенциального разрыва с перепадом скорости ДV > С1 + с2, где сх и с2 -- скорости звука по разные стороны от разрыва, может отражаться от него с усилением по амплитуде. При этом существуют углы падения, называемые резонансными, для которых коэффициент отражения обращается в бесконечность из-за того, что в прошедшей волне поток энергии направлен к разрыву. Последнее означает, что сверхзвуковой разрыв спонтанно излучает звуковые волны. Понятно, что если испытавшая сверхотражение волна имеет возможность возвращаться к разрыву, т.е. если в потоке присутствует параллельная разрыву отражающая поверхность, то энергия такой волны будет нарастать во времени в волноводном слое между разрывом и акустическим экраном, что и представляет собой неустойчивость. Как показано в [14-17], сглаживание скачка скорости не только не устраняет усиления волн, но и приводит к появлению новых неустойчивых мод (так называемые "дразиновскне моды"), связанных с излучением энергии из критического слоя, в котором скорость потока и скорость фазы волны вдоль нее совпадают, —; эффект, обратный затуханию Ландау.

Хотя анализу устойчивости джетов посвящено уже сравнительно большое число работ, где рассматриваются достаточно сложные модели, остался ряд нерешенных принципиальных вопросов, таких как стабилизирующее влияние гравитации на длинноволновые моды джетов, влияние несимметрии распределений равновесных плотности и скорости на, структуру мод струи, различия, в механизмах раскачки различных гармоник и т.д. Эти вопросы мы обсуждаем в главе 1.

В пункте 1.1 проводится исследование устойчивости наиболее простой модели — плоской симметричной струи с разрывными граница-

мп. Формулируется и решается соответствующая задача. Из линеаризованных уравнений гидродинамики получено дисперсионное уравнение, описывающее свойства малых возмущений в струе. Подробно рассмотрены как численные, так н аналитические асимптотические решения этого уравнения для различных предельных случаев, аналитически определены границы стабилизации отражательных гармоник. На основе анализа этих решений и физического механизма неустойчивости делается вывод, что к наблюдаемой волновой структуре джетов приводит развитие возмущений, испытывающих сверхотражение не под главным резонансным углом, как считалось ранее, а более высокочастотных, отвечающих одному из двух побочных резонансов. Для таких возмущений характерна несколько большая длина волны вдоль струи, что лучше стыкуется и с наблюдениями, и с результатами численного нелинейного моделирования [11].

Пункт 1.2 посвящен изучению влияния несимметрии в распределении плотности и скорости поперек струи на ее устойчивость. Выведено соответствующее дисперсионное уравнение и проделан подробный численный и аналитический анализ его решений. Делаются выводы о том, что даже малое отклонение от симметрии способно приводить к усилению неустойчивости и о том, что образованная наложением различных гармоник с близкими инкрементами или же развитием одной гармоники на различных длинах волн интерференционная картина может приводить к интересным наблюдаемым проявлениям.

В пункте 1.3 построена модель струи, находящейся в однородном поперечном гравитационном поле, и проанализированы закон дисперсии возмущений в такой струе и механизм их усиления. Этот анализ показывает, что гравитация практически не сказывается на развитии отражательных гармоник, формирующих наблюдаемую волновую структуру [1-11], но, с другохг стороны, наличие даже малой поперечной составляющей силы тяжести подавляет основную изгибную моду, разрушавшую струю в нелинейном численном моделировании [11]. Последние выводы представляются важными, поскольку реальные джеты распространяются в существенно неоднородных атмосферах.

Пункт 1.4 посвящен устранению противоречия, возникающего при интерпретации механизма неустойчивости типа акустического резонанса, обусловленной взаимодействием волн с противоположными знаками плотности энергии. Оно заключается в том, что при обсуждении свойств неустойчивых возмущений используется выражение для плотности энергии, изначально полученное для нейтральных

(не нарастающих во времени) волн. Выведено выражение для средней плотности псевдоэнергии неустойчивой волны. Использование этого выражения приводит к ограничению на действительную шг и мнимую а^ части частот неустойчивых мод, поддерживаемых эффектом сверхотражения;

в системе отсчета, в которой среда движется со скоростью Уо, неустойчивые возмущения в этой среде могут обладать отрицательной средней плотностью псевдоэнергии, только если цх частоты лежат внутри полукруга, задаваемого выражением

Уг -

(Юо)

2

2

<

(кУ0)2 - Рс1

2кУ0

(1)

2кУ0

и только в случае |"Уо| > ПРИ этом средняя плотность потока псевдоэнергии направлена к генератору (например, границе раздела), от которого распространяется волна. Здесь се — адиабатическая скорость звука, к— волновой вектор возмущений.

Практическая ценность этого утверждения связана с тем, что усиление возмущений из-за эффекта сверхотражения, проанализированное для нейтральных волн в [12-13], с физической точки зрения вызвано обращением направления потока энергии относительно направления распространения волны в среде, движущейся со сверхзвуковой скоростью. Поскольку для неустойчивых возмущений механизм усиления остается тем же, можно сформулировать следующее следствие, относящееся к устойчивости плоской струи с разрывными границами (трехслойная модель):

в системе отсчета, связанной с веществом струи, частоты неустойчивых мод, обусловленных сверхотражением, лежат в объединении полукругов (1), построенных на основе равновесных параметров (Уо иса) внешних слоев.

Практическая значимость полученных утверждений проиллюстрирована уточнением физический механизмов раскачки различных гармоник в плоской симметричной сверхзвуковой струе и на классическом примере одиночного тангенциального разрыва.

Глава 2. Акустический и магнитоакустический резонанс в аккреционных дисках. В дисках аккрецирующего вещества вокруг компактных объектов — белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр, — возможно развитие целого ряда резонансных веустой-чивостей. С одной стороны, это моды Папалоизу-Прингла, обусловленные сверхотражением на коротационном резонансе и излучением

из него энергии и углового момента [18-21], с волновыми векторами, параллельными плоскости симметрии диска. С другой стороны в главе 2 показано, что в режиме двухиотоковой аккреции [22-23], либо для дисков, обжатых магнитным полем компактного объекта, может происходить генерация большого числа полноводных мод, резонирующих между критическими слоями, расположенными над и под плоскостью симметрии. Детальное исследование всех этих мод крайне важно для понимания физики аккреционных дисков и, прежде всего, аномально высокого темпа отвода из них углового момента. Крупномасштабные спиральные моды способны сами по себе отбирать момент импульса у вещества в центральных областях диска, передавать его на периферию и там отдавать веществу [21,24], а возбуждение большого числа мелкомасштабных гармоник с иерархией пространственных и временных масштабов должно приводить к интенсивной турбулизации вещества диска и, как следствие, к существенному увеличению турбулентной вязкости. Помимо этого, развитием резонансных мод до нелинейной стадии можно объяснить интенсивное проникновение вещества в магнитосферы компактных объектов и квазипериодические осцилляции рентгеновской светимости источников. Обсуждение указанного круга вопросов проводится в главе 2.

В пункте 2.1 исследуется развитие неустойчивости типа акустического резонанса в режиме двухиотоковой аккреции [22-23],, когда над тонким быстро вращающимся аккреционным диском возникает радиальный поток — звездный ветер. В качестве равновесной модели принята стандартная ar-модель тонкого (h/r «С 1, h — полутолщина) диска с непрерывно распределенными параметрами вещества вдоль. ^-координаты и с однородным потоком вещества над диском. Локальный линейный анализ устойчивости показывает преобладающий рост возмущений с характерными масштабами порядка (0.5-г 1 )h в г-направлении и (2 -f 10)h в плоскости диска. Обращение к результатам имеющихся численных экспериментов [11] позволяет предположить, что на нелинейной стадии эти возмущения эволюционируют в систему слабых косых ударных волн, тогда как высшие неустойчивые гармоники, образующие иерархию уменьшающихся масштабов в 2-направлении Аг < 0.5Л, способны приводить к акустической турбулентности.

В пункте 2.2 исследуется линейная устойчивость обжимаемого магнитным полем компактного объекта аккреционного диска в рамках простейшей модели двух параллельных тангенциальных разры-

bob скорости, плотности и магнитного поля. Показана возможность развития неустойчивости типа магнитоакустического резонанса, исследована сложная структура обусловленных ей мод, подробно изучены численно и аналитически их дисперсионные свойства, проведено сравнение последних с дисперсией возмущений, обусловленных МГД -неустойчивостью Кельвина-Гельмгольда [25]. Основное внимание уделялось исследованию влияния мощных магнитных полей и значительного контраста плотности между веществом диска и магнитосферы. Проведенный анализ позволяет заключить, что указанная неустойчивость может, наряду с другими механизмами, быть ответственна за проникновение аккрецирующего вещества в магнитосферу.

В пункте 2.3 обсуждается ситуация, когда обусловленная резонансными неустойчивостями (например, Пап алоизу Пр инг л а [18-21]) глобальная спиральная волна плотности достигает внутреннего края аккреционного диска. Указано, что пз-за затмения лимбом центрального объекта могут наблюдаться квазппериодические осцилляции рентгеновской светимости, сходные с наблюдаемыми на частоте от 2 до 50 Гц.

Глава 3. Резонансные неустойчивости в газовых дисках плоских галактик посвящена некоторым аспектам гидродинамической концепции образования спиральной структуры плоских галактик, предложенной в 1972 г. A.M. Фридманом [26-27]. Согласно этой концепции спиральные рукава представляют собой волны плотности в газовом галактическом диске, нарастающие до нелинейных амплитуд из-за развития гидродинамических градиентных неустойчпвостей. При этом наиболее вероятным кандидатом на роль генератора спиральных волн по параметрам возбуждаемых структур является центробежная неустойчивость, раскачивающаяся в области отрицательного градиента (резкого спада) скорости в галактиках с двугорбыми кривыми вращения. Эта неустойчивость [28-31] является следствием дисбаланса действующих на жидкую частицу центробежной силы и силы гравитационного притяжения к центру масс, возникающего при радиальных движениях этих частиц в окрестности скачка скорости вращения. Таким образом, в данной концепции волны имеют гидродинамическое происхождение и распространяются не в звездной, а в газовой подсистеме диска. Такой подход оказывается возможным потому, что хотя равновесная (усредненная по азимутальному углу) поверхностная плотность газа в диске ид и много меньше звездной: ад <С с»,

относительное возмущение плотпости в газовом диске много больше, чем в звездном: <тд/ад сг»/<т*, а поэтому возможно dg ~ а„, или даже dg <х„ [32].

Как теоретические исследования [26-31], так и аналоговое лабораторное моделирование на устапонке с вращающейся мелкой водой [33-35] показали, что центробежная неустойчивость обладает достаточной энергетикой, приводит к формированию произвольного (в зависимости от параметров диска) числа рукавов, причем отличие геометрии этих спиральных: рукавов от наблюдаемых невелико. Очень быстро, примерно за два оборота центральной области, обусловленная этой неустойчивостью волна становится ударной, что также хорошо согласуется с данными наблюдений — на передней (относительно натекающего вещества) кромке галактических спиральных рукавов хорошо просматривается тонкая пылевая полоса, свидетельствующая о наличии ударных волн (см., например, [36]).

Несмотря на сравнительно бурное развитие в рамках гидродинамической концепции, теория в данном направлении также пока далека от завершения. В главе 3 показана возможность развития в газовых дисках галактик резонансной неустойчивости нового типа — резонансно-центробежной, — и обсуждается ее возможное влияние на крупномасштабную спиральную структуру. Обращается внимание на тот факт, что наличие различных неустойчивых мод с близкими инкрементами, например, центробежной и резонансно-центробеленой, способно приводить к интерференционной картине, сходной со многими лаблюдаемымп сложными узорами в дисках плоских галактик.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В заключении кратко сформулированы основные результаты диссертационной работы.

1. За формирование наблюдаемой волновой структуры длсетов ответственны возмущения, испытавшие свсрхотражение от границ струн не под главным резонансным углом (излучение Вавилова - Черепкова), а под одним пз двух побочных резонансных углов, что снимает противоречие между наблюдаемой длиной волны н предсказываемой линейным анализом.

2. Предложена методика определения областей устойчивости и неустойчивости по параметрам, характеризующим сверхзвуковую несимметричную струю, основанная на анализе выражений для средней

плотности энергии возмущений и для коэффициентов отражения от границ струи.

3. Даже малое отклонение от симметрии струи по поперечной координате способно приводить к уменьшению характерного времени развития неустойчивости типа акустического резонанса.

4. Находящиеся в гравитационном поле струи не разрушаются из-за развития неустойчивости основной изгибнои моды, так как она стабилизируется поперечной к джету силой тяжести, в отличие от высших неустойчивых гармоник изгибной и пинч-мод, формирующих наблюдаемую волновую структуру джетов.

5. Получено ограничение на частоты неустойчивых мод, усиливаемых сверхотражением от сверхзвуковых границ раздела, и на этой основе предложена методика анализа физических механизмов неустойчивости в сверхзвуковых струях.

6. Показана возможность раскачки неустойчивости типа акустического резонанса в режиме двухпотоковой дисковой аккреции и высказано предположение о возможности турбулизации вещества диска этой неустойчивостью.

7. Показана возможность развития неустойчивости, имеющей характер магнитоакустического резонанса, в аккреционном диске, обжимаемом магнитным полем.

8. Предложено объяснение квазипериодичеекпх осцилляции светимости наличием крупномасштабной спиральной волны плотности во внутренней области аккреционного диска.

9. Предложено объяснение сложных спиральных узоров в дисках плоских галактик суперпозицией различных гидродинамических и/или гравитационных неустойчивых мод в одной и той же области диска.

10. Показана возможность развития центробежно-резонансной неустойчивой моды в газовых дисках с двугорбой кривой вращения и вскрыт физический механизм ее раскачки.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

[1]. Ferrari А., Trussoni Е., Zamnctti L. // MNRAS. 1981. V. 196. Р. 1054.

[2]. Ray Т.Р. // MNRAS. 1981. V. 196. Р. 195.

[3]. Ferrari A., Massaglia S., Trussoni Е. // MNRAS. 1982. V. 198. P. 1065.

[4]. Hardee P.E. // Astropliys. J. 1982. V. 257. P. 509.

[5]. Norman M.L., Smart L., Winkler К.H.A., Smith M.D. // Astron. Astrophys. 1982. V. 113. P. 285.

[6]. Cohn H. // Astrophys. J. 1983. V. 269. P. 500!

[7]. Hardee P.E. // Astrophys. J. 1983. V. 269. P. 94.

[8]. Payne D.G., Cohn И. // Astrophys. J. 1985. V. 291. P. 655.

[9]. Hardee P.E. // Astrophys. J. 1987. V. 318. P. 78.

10]. Hardee P.E., Norman M.L. // Astrophys. J. 1988. V. 334. P. 70.

11]. Norman M.L., Hardee P.E. // Astrophys. J. 1988. V. 334. P. 80.

12]. Miles J.W. Ц J. Acoust. Soc. Amer. 1957. V. 29. P. 226.

13]. Ribner H.S. U J. Acoust. Soc. Amer. 1957. V. 29. P. 435.

14]. Bluman W. // J. Fluid Mech. 1970. V. 40. P. 769.

15]. Bluman W., Drazin P.G., Billings D.F. // J. Fluid Mech. 1975. V. 71. P. 305.

16]. Drazin P.G., Davey A. // J. Fluid Mech. 1977. V. 82. P. 255.

17]. Колыхалов H.H. // Препрпнт ИКИ АН СССР. 1983. N 824.

18]. Papaloizou J.C.B., Pringle J.E. // MNRAS. 1985. V. 213. P. 799.

19]. Papaloizou J.C.B., Pringle J.E. // MNRAS. 1987. V. 225. P. 267.

20]. Glatzel W. // MNRAS. 1987. V. 225. P. 227.

21]. Savonije G.J., Heemskerk M.H.H. // Astron. Astrophys. 1990. V. 240. P. 191.

22]. Липунов B.M. // Астрон. журн. 1980. Т. 57. С. 1253.

23]. Липунов B.M. Астрофизика нейтронных звезд. — М.: Наука, 1987.

24]. Papaloizou J.C.B., Savonije G.J. 11 MNRAS. 1991. V. 248. P. 353.

25]. Northrop, Т. 11 Phys. Rev. 1956. V. 103. P. 1150.

26]. Фридман A.M. 11 Успехи физ. наук. 1978. Т. 125. С. 352.

27]. Фридман A.M. // Журн. экслерим. н теор. фио. 1990. Т. 98. С. 1121.

28]. Морозов А.Г. 11 Письма в Астрон. журн. 1977. Т. 3. С. 195.

29]. Морозов А.Г. // Астрон. журн. 1979. Т. 56. С. 498.

•30]. Морозов А.Г. ff Кинематика и физика небесных тел. 1989. Т. 5. С. 75.

31]. Морозов А.Р., Торгаишн Ю.М., Фридман A.M. //Науч. информ. Астрон. совета АН СССР. 1986. Т. 61. С. 110.

32]. Павловская Е.Д., Сучков A.A. // Астрон. журн. 1980. Т. 57. С. 280.

33]. Незлин М.В., Снежкии E.H. Вихри Россби и спиральные структуры. — М.: Наука, 1990. • :

[34]. Морозов А.Г., Еезлин М.В., Снежник Е.Е., Фридман A.M. // Письма в ЖЭТФ. 1984. Т. 39. С. 504.

[35]. Морозов А.Г., Незлин М.В., Снсжкип E.IL, Фридман A.M. // Успехи фшз. наук. 1985. Т. 145. С. 160.

[36]. Ефремов Ю.Б. Очаги звездообразования в галактиках: Звездные комплексы и спиральные рукава. — М.: Наука, 1989.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Мусцевой В.В. Влияние типа внутренних граничных условий на раскачку центробежной неустойчивости // Тез. докл. II Всесоюзной конференции "Классическая гравифизика". —Волгоград, 1989. — С. 55-57.

2. Morozov A.G., Mustsevoy V.V. The role of reflecting surface model in exciting of acoustic resonance in systems with velocity profile discontinuity // Preprint VolSU 5-89. — Volgograd, 1989. — 22 p.

3. Hoperskov A.V., Morozov A.G., Mustsevaja Yu.V., Mustsevoy V.V. Acoustic resonance type instability of a supersonic symmetric slab in vortex-sheet model // Preprint VolSU 4-90. — Volgograd, 1990.

— 56 p.

4. Hoperskov A.V., Mustsevoy V.V. The shear-layer instabilities in the double-flow accretion // Preprint VolSU 5-90. — Volgograd, 1990.

— 22 p.

5. Мусцевой В.В., Хоперсков А.В. Линейный анализ устойчивости двухпотоковой аккреции // Письма в астрономический журнал.

— 1991. — Т. 17. — С. 281-288.

6. Morozov A.G., Mustsevaya Yu.V., Mustsevoy V.V. The role of reflecting surface model in exciting of acoustic resonance in systems with velocity profile discontinuity. Part II. Short and middle wavelength. Reflection modes // Preprint VolSU 2-91. — Volgograd, 1991. — 29 p.

7. Морозов А.Г., Мусцевой В.В. Возбуждение акустического резонанса в системах с двойным тангенциальным разрывом // Изв. АН СССР, сер. "Механика жидкости и газа". — 1991. — Т. 3.

— С. 3-9.

8. Hoperskov A.V., Mustsevaya Yu.V., Mustsevoy V.V. Disc accretion onto magnetized compact object // Preprint VolSU 3-91. — Volgograd, 1991. — 25 p.

9. Морозов А.Г., Мусцевой В.В. О спиральном узоре галактик как

суперпозиции неустойчивых мод // Астрономический циркуляр.

10. Морозов А.Г., Мусцевой В.В., Просвиров А.Э. Сложные спиральные узоры галактик как результат суперпозиции гидродинамических мод // Письма в астрономический журнал. — 1992.

— Т. 18. — С. 46-55.

11. Hoperskov А.V., Mustsevaya Yu.V., Mustsevoy V.V. Shear-layer instabilities in accretion disks around magnetized compact object // Astronomical and astrophysical transactions. — 1992. — V. 3.

— P. 91-92.

12. Мусцевой В.В., Прохоров М.Е. Квазипериодические осцилляции как результат развития гидродинамических неустойчиво-стей в аккреционном диске // Препринт ВолГУ 1-92. — Волгоград, 1992. — 33 с.

13. Hopcrslcov А.V., Mustsevaya Yu.V., Mustsevoy V.V. Disc accretion onto magnetized compact object // Astronomical and astrophysical transactions. — 1993. — V. 4. — P. 65-80.

14. Hoperskov A.V., Mustsevaya Yu.V., Mustsevoy V.V. Shear-layer instabilities in accretion disks around magnetized compact object // Astrophysics and space science. — 1992. — V. 195. — P. 373-387.

15. Morozov A.G., Mustsevoy V.V. On a possible origin of complicated galactic spiral patterns // Astronomical and astrophysical transactions. — 1993. — V. 4. — P. 27-28.

16. Безбородов K.M., Мусцевой В.В. О возможном влиянии резонансных неустойчпвостей газового диска на величину дисперсии скоростей звезд // Тез. докл. студенческой научной конференции "Физика космоса". — Екатеринбург, 1994. — С. 7-8.

17. Мусцевой В.В. Плотность энергии неустойчивых волн, сверх-отраженпе и теорема о полукруге // Препринт ВолГУ 1-94. — Волгоград, 1994. — 29 с.

18. Levy V.V., Mustsevoy V.V., Sergienko V.A. The Quasi-Periodic Regime in Barred Galaxies // Astronomical Society of the Pacific, Conference Scries. — 1994. — V. 66. — P. 93-97.

19. Мусцевой В.В. Влияние гравитации; на неустойчивые моды джетов // Вестник ВолГУ, сср. "Математика и физика". — 1996. — Вып. 1. — С. 105-114.

1991. — N 1550. — С. 1-2.