Charakterisierung direkt abgebildeter Exoplaneten bei den jüngsten Altern

• Antragsteller: Dr. Tobias Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 362583584

Die ESO VLT Instrumente SPHERE und NaCo benutzend, führen wir Durchmusterungen durch, um direkt abgebildete und spektroskopierte Exoplaneten bei deren jüngsten Altern zu entdecken und zu charakterisieren, da die Bildungsmechnismen Kernakkretion und Graviationsinstabilität nur bis ca. 10 Millionen Jahre Alter unterscheidbar sind.Die Methode der direkten Abbildung ist komplementär zu anderen Suchmethoden, da sie Informationen über mittlere bis weite Planetenabstände sehr junger Sterne gibt. Die Planeten sind durch die bei fortlaufender Kontraktion frei werdende Gravitationsenergie selbstleuchtend bei ihrer Bildung. Während derzeit nur Gasplaneten mit mehr als einer Jupitermasse direkt gefunden werden können, ist bekannt, dass Jupiter als Beschützer der Erde vor einer großen Menge von Einschlägen eine besondere Rolle zukommt. Auch werden direkt abgebildete Planeten bis zu sehr weiten Abständen vom Stern gefunden.Im letzten Jahrzehnt wurden mehrere der direkten Abbildung gewidmete Instrumente gebaut, u.a. am VLT, Gemini, Subaru, LBT, … zum Zweck solch junge Planeten zu finden und zu charakterisieren. Vor ca. 5 Jahren wurde das garantierte (GTO) Zeit Programm SHINE am VLT begonnen, um hauptsächlich 5 – wenige hundert Millionen Jahre alte Sterne näher als 100 pc nach Planeten zu durchsuchen. Wir beantragen unsere komplementäre Such nach sehr jungen Planeten, zumeist weniger als 5 Myr, fortzusetzen, deren Muttersterne fast ausschließlich bei mehr als 100 pc Distanz gefunden werden. Wir können somit die volle theoretisch vorhergesagte Gravitationsinstabilitätsbildungszone abdecken. Aus dem Vergleich der beiden Durchmusterungen, möchten wir die dominante Bildungsform von Planeten ermitteln, sowie deren dynamische Interaktionen bei sehr jungen Altern, womöglich sogar Planeten finden, die gerade herausgeschleudert werden aus den Systemen.Das vorgeschlagene Projekt teilt sich in mehrere Unterprojekte. Während wir junge Assoziationen nach Planeten absuchen, sind wir auch an Charakterisierungsmethoden interessiert, sowie allen Arten von Akkretionssignaturen. Unter Benutzung von IR-Spektroskopie mittels SINFONI und SPHERE mithilfe derer direkten Auflösung der Photonen von Mutterstern und Planet, können wir altersunabhängig, Temperaturen, Oberflächenschwerkräfte, Radien und Massen, sowie Extinktionen, Elementhäufigkeiten und atmosphärische Chemie bestimmen. Kürzliche Resultate in diesen Kategorien deuten eine noch diversere Vielfalt von Exoplanetenatmosphären an als bisher angenommen.Unsere Analysen von bekannten und unbekannten Planetenkandidaten kann daher drei von vier Kernaspekten des SPP voranbringen, nämlich Detektion und Bildung von Planetensystemen, sowie das Verständnis von Exoplaneteneigenschaften und Atmosphärendiversität.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1992: Exploration der Diversität extrasolarer Planeten