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CO2-Eis im Kontext der Planetenentstehung

Antragsteller Dr. Jens Teiser
Fachliche Zuordnung Astrophysik und Astronomie
Förderung Förderung von 2018 bis 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413220058
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts bestand darin, Kollisionen von CO2-Eis-Agglomeraten zu untersuchen, um Daten für numerische Kollisionssimulationen, für die Interpretation astronomischer Beobachtungen, oder allgemein für Planetenentstehungsmodelle zu liefern. Im Gegensatz zu früheren Studien wurden in diesem Projekt genau definierte CO2-Eispartikel verwendet. Es wurden verschiedene Versuchsaufbauten entwickelt, beginnend mit einer Methode zur Erzeugung mikrometergroßer CO2-Partikel. Zur Untersuchung von Kollisionen von CO2- Agglomeraten im Submillimeterbereich mit Kollisionsgeschwindigkeiten von bis zu 3,4 m/s wurde eine neue Experimentieranlage designed, die zu folgenden Ergebnissen kommt. Die Grenzgeschwindigkeit für direktes Anhaften liegt bei 0,07 m/s. Die Fragmentierungsschwelle liegt für Agglomeratgrößen um 30 µm bei etwa 1 m/s. Zusätzlich wurde ein weiteres Experiment aufgebaut, um die Zugfestigkeit zylindrischer CO2-Agglomerate in Abhängigkeit von der Volumenfüllung zu messen, um daraus die Oberflächenenergie zu bestimmen. Die Oberflächenenergie wurde für CO2 so erstmals zu = (0.060 ± 0.022) J/m2 bestimmt. Insgesamt zeigten die Experimente, dass sich CO2-Eis wie Silikatstaub derselben Größenordnung verhält. Daher gelten alle bekannten Wachstumsmöglichkeiten aber auch Wachstumsbarrieren wie die "Bouncing Barrier" oder die Fragmentierungsbarriere und die vorhandenen Modelle zur Partikelentwicklung in Scheiben können verwendet werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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