Der Urspung der komplexen nicht-axialsymmetrischen Strukturen in Typ 2 Übergangsscheiben

• Antragsteller: Professor Dr. Cornelis Petrus Dullemond, seit 4/2022
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325594231

Das enorme Auflösungsvermögen und die Empfindlichkeit des Atacama Large Millimeter Array (ALMA) hat gezeigt, wie protoplanetare Scheiben bei hoher Winkelauflösung aussehen. Es zeichnet sich das Bild ab, dass die meisten Scheiben weitgehend axialsymmetrisch sind und im Allgemeinen eine starke radiale (multi-ring) Struktur aufweisen. Der Ursprung dieser Ringe ist noch nicht geklärt, aber er ist auch nicht ganz unerwartet: Aufgrund der differentiellen Rotation beim keplerschen Gesetz wird jede Inhomogenität in der Scheibe zwangsläufig azimutal zu einem Ring verschmiert. Außerdem wird jeder in der Scheibe vorhandene Planet dazu neigen, eine ringförmige Lücke in der Scheibe zu öffnen. Die wirkliche Überraschung ist also, dass bei den aktuellen hochauflösenden Untersuchungen mit ALMA etwa 5-15 % der Scheiben nicht-achsensymmetrische Merkmale aufweisen. Dazu gehören m=2 Spiralen, seltsame staubige Bögen sowie Scheibenverwerfungen, bei denen die innere Scheibe gegenüber der äußeren Scheibe geneigt ist. Diese nichtachsensymmetrischen Merkmale müssen mit Kräften in Beziehung gesetzt werden, die stark genug sind, um mit der "ausschmierenden" Natur der differentiellen keplerschen Rotation konkurrieren zu können. Mit anderen Worten: Diese Merkmale sind ein Hinweis darauf, dass in diesen Scheiben etwas vor sich geht, das über die Standardphysik der protoplanetaren Scheiben hinausgeht. Dies könnte das Vorhandensein eines jungen Planeten, das Vorhandensein eines staubfangenden Wirbels, die Wirkung einer Instabilität oder eine Reihe anderer Prozesse sein. Sie zu erforschen, ist eine einzigartige Chance, beobachtende Einblicke in den Prozess der Planetenbildung zu gewinnen. Ziel dieses Projekts ist es, eine Reihe von Szenarien, einschließlich solcher, die in der Planetenentstehung liegen, auf die Erklärung der beobachteten nichtachsensymmetrischen Merkmale hin zu testen. Dies erlaubt ein verbessertes Verständnis dieser Eigenschaften und somit unserer Kenntnis über die Planetenentstehung im Allgemeinen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2634: Übergangsscheiben: Zeugen der Planetenentstehung
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Privatdozentin Dr. Myriam Benisty
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Thomas Henning; Dr. Paola Pinilla
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Wilhelm Kley, bis 3/2022 (†)