Cuando acaban de formarse, las estrellas están rodeadas de discos protoplanetarios, un remolino de plasmas que puede suponer el núcleo para el desarrollo de un nuevo sistema solar. Gracias a fondos europeos, unos científicos estudiaron el movimiento irregular de los gases constituyentes de dichos plasmas para desentrañar cómo se produce esa transformación.
Al conocer mejor la naturaleza de esos gases, los científicos confían en averiguar cómo las partículas interactúan y «coagulan» para, en última instancia, formar planetas. La dificultad estriba en desarrollar modelos correctos de la estructura de dichos discos, describiendo la variación de la densidad y de la temperatura a mayor distancia de la estrella.
Asimismo, hay que realizar suposiciones sobre la intensidad del campo magnético que está presente y la estructura de ionización del disco. De cara a determinar dónde serán más vigorosas las turbulencias, es necesario determinar en qué lugar la temperatura podría ser insuficientemente alta para extraer los electrones de los átomos y moléculas.
El reto abordado en el seno del proyecto financiado con fondos europeos HALLDISCS (Hall dominated turbulence in protoplanetary discs) concernía a un aspecto técnico de las simulaciones de magnetohidrodinámica (MHD), dado que los algoritmos existentes eran incapaces de captar la naturaleza del efecto Hall.
En los plasmas compuestos por electrones, iones y moléculas neutras, el diferencial de velocidad entre las especies con carga positiva y negativa motiva el efecto Hall. Además, la disipación óhmica es debida a colisiones entre electrones y moléculas neutras, mientras que la difusión ambipolar es fruto de las colisiones entre los iones y las moléculas neutras.
El equipo de HALLDISCS llevó a cabo simulaciones en 3D que incluyeron los tres efectos MHD no ideales para indagar en el papel del efecto Hall sobre las dinámicas de los gases de los discos referidos. El efecto Hall revivió las zonas «muertas» al generar un campo magnético y también una tensión considerable en todo el plano medio del disco.
Concretamente, se observó que el flujo de plasma en el plano medio era laminar en general, lo que sugiere que el polvo se asienta a una tasa elevada. Estos resultados ponen en tela de juicio los modelos contemporáneos de la acreción por capas y demuestran que para obtener resultados cuantitativamente correctos se debe tener en cuenta el efecto Hall.
Comparando las observaciones con las predicciones teóricas, los científicos de HALLDISCS confían en poder constatar sus nociones sobre el funcionamiento de la acreción de los discos en los años venideros.
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