Non-ideal magnetohydrodynamics of self-gravitating filaments = Magnetohidrodinámica no ideal de filamentos auto-gravitantes.

Abstract

En el estudio de la formación estelar, las nubes moleculares son objetos importantes debido a que, en ellas, las estrellas tienen cabida a su formación. Diversos estudios observacionales han encontrado estructuras filamentosas que hoy en día llamamos filamentos, y conocemos perfectamente su importancia dentro del proceso de formación estelar gracias a simulaciones numéricas. Sin embargo, los trabajos computacionales difícilmente agregan ingredientes importantes como son los campos magnéticos y efectos no-ideales, y química. Algunos de estos trabajos han investigado por separado cómo la química, efectos difusivos, campos magnéticos y su estructura impactan la dinámica del gas, denotando el papel clave que tienen estos parámetros. Motivados por estos resultados, investigamos cómo la magnetohidrodinámica (MHD) no ideal combinada con un modelo químico simplificado, afectan la evolución y acreción de un filamento. Para esto, presentamos un modelo de un filamento auto-gravitante, turbulento y que acreta material, usando lemongrab, un código uni-dimensional (1D) de MHD no ideal que incluye química. Exploramos la influencia de la MHD no ideal y parámetros tales como la orientación y magnitud del campo magnético, taza de ionización por rayos cósmicos, entre otros, en la evolución del filamento, anchura y tasa de acreción. Hemos encontrado que la anchura y taza de acreción del filamento son determinados por las propiedades del campo magntético, incluyendo la magnitud inicial y su orientación con respecto a la dirección del flujo de acreción, y el acoplamiento con el gas, controlado por la taza de ionización de rayos cósmicos. Aumentar la taza de ionización de rayos cósmicos conlleva a un menor comportamiento no ideal, disminuyendo el soporte de presión magnética, y por ende, amortiguando la eficiencia de acreción con un consecuente ensanchamiento del filamento. Por la misma razón, hemos obtenido anchuras más estrechas y mayores tasas de acreción cuando se reduce la magnitud inicial del campo magnético. En general, mientras estos factores afectan los resultados finales por un factor de ∼2, eliminar la MHD no ideal resulta en variaciones mucho mayores (sobre un factor ∼7). Estos resultados ponen en evidencia que la inclusión de efectos de MHD no ideal y rayos cósmicos son cruciales para el estudio de filamentos auto-gravitantes y en determinar cantidades observables cruciales, como la anchura y taza de acreción del filamento.