Die Entstehung und Entwicklung resonanter Planetensysteme

• Antragsteller: Professor Dr. Cornelis Petrus Dullemond; Dr. Christoph Schäfer, seit 3/2022
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 361764675

Bis heute sind über 2600 Planetensysteme mit mehr als 3500 Planeten entdeckt worden. Diese große Zahl von Exoplaneten ermöglicht es uns, eine detaillierte statistische Analysen der Bahneigenschaften von Multi-Planetensystemen durchzuführen. Diese bilden den Hauptschwerpunkt dieses Antrags. Planeten entstehen in protoplanetaren Scheiben und gravitative Wechselwirkungen zwischen dem Scheibenmaterial und den wachsenden Planeten führen zu einer Änderung und Entwicklung ihrer Bahnelemente. Deswegen bestimmt die kombinierte, gekoppelte Entwicklung von Scheibe und eingebetteten Planeten das dynamische Endergebnis von Planetensystemen und somit die heute beobachtete Konfiguration. Im Fall von differentieller radialer Migration der Planeten ist die Bildung eines resonanten Planetensystems, in dem die Bahnperioden der Planeten im Verhältnis zweier ganzer Zahlen stehen, ein häufiges Ergebnis. In der Tat ist dieses Phänomen bei vielen Systemen beobachtet, und in manchen Fällen werden komplexe Resonanzen, die drei oder sogar vier Planeten involvieren, beobachtet. Jedoch ist die Gesamtzahl von resonanten Systemen geringer als die, die man theoretisch erwartet hätte, und die Verteilung der Periodenverhältnisse zweier benachbarter Planeten ist sehr glatt, zeigt aber besondere Spitzen direkt außerhalb der eigentlichen Resonanzposition. Das Ziel dieses Antrags ist es, ein besseres Verständnis der globalen Verteilung der Bahnelemente aller Exoplaneten zu erlangen, als auch mögliche Entwicklungswege für besondere einzelne Systeme mit interessanter Dynamik aufzuzeigen. Um dieses Ziel zu erreichen planen wir, gekoppelte hydrodynamische und N-Körper Rechnungen durchzuführen und im Detail mit den zur Verfügung stehenden Beobachtungsdaten und auch den zukünftigen Daten der Gaia und PLATO-Mission zu vergleichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1992: Exploration der Diversität extrasolarer Planeten
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Wilhelm Kley, bis 3/2022 (†)