The Magneto-Rotational Instability in Protoplanetary Disks

Resumen

We review the current understanding of how mass accretion takes place in protoplanetary disks. Particular emphasis is placed on the role played by the magneto-rotational instability (MRI) in the transport of angular momentum across the disk. We discuss the conditions for the development of the MRI in the poorly ionized regions of protoplanetary disks. We find that the vertical stratification of the ionization degree, resulting from the incidence of extraneous energetic particles or photons, hinders the development of the MRI to a greater degree than that resulting in uniform ionization models. We also discuss the anomalous viscosity induced in the so-called dead zone by the velocity fluctuations of gas in the neighboring active layers in layered accretion models for protoplanetary disks. We conclude that angular momentum transport through the dead zone occurs at a comparable efficiency to surrounding active layers. This implies that current protoplanetary disk models based on the idea of layered accretion, must be revised in favor of 1-D models with a radially varying viscosity coefficient.

En este trabajo se presenta una revisión del problema de la acreción de masa a través de los discos protoplan- etarios. Se haceénfasis especialmente en el papel jugado por la inestabilidad magnetorotacional (MRI) en el transporte de momento angular a través del disco. Se discuten las condiciones para el desarrollo de la MRI en las regiones débilmente ionizadas de discos protoplanetarios. Encontramos que la estratificación vertical del nivel de ionización, resultado de partículas y fotones externos de alta energía, inhibe el desarrollo de la inesta- bilidad aun más del que se encuentra en modelos con ionización uniforme. Se discute también la inducción de una viscosidad anómala en la llamada zona muerta de los modelos de acreción en capas, por las fluctuaciones en velocidad del material en las zonas activas que la rodean. Concluimos que el transporte de momento angular a través de la zona muerta ocurre con una eficiencia comparable a la de las zonas activas vecinas. Esto implica que los modelos actuales de discos protoplanetarios basados en la idea de acreción en capas deben ser revisados en favor de modelos 1-D con un coeficiente de viscosidad variable.