Von Übergangsscheiben bis zu Trümmerscheiben

• Antragsteller: Professor Dr. Tilman Birnstiel; Professor Dr. Cornelis Petrus Dullemond
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 325594231

Auf der Grundlage unseres derzeitigen physikalischen Verständnisses der Planetenbildung scheinen mehrere Prozesse das Wachstum zu größeren Körpern zu erschweren oder gar zu stoppen:(1) Kollisionswachstum ist oberhalb von Größen um einen Meter ineffizient,(2) schnelle radiale Drift entfernt Staubteilchen sehr schnell,(3) große Partikel müssen lokal angesammelt werden, um gravoturbulente Bildung von Planetesimalen zu ermöglichen, und(4) die radiale Drift von Teilchen macht das Wachstum von Planetesimalen per "Pebble-Accretion" ineffizient.Neuere Beobachtungen axi-symmetrischer Substrukturen in Scheiben zeigen, dass es offenbar Umgebungen gibt, in denen all diese Probleme gelöst werden können: das Einfangen und Wachstum von Staubteilchen in Druckmaximas kann die nötigen Überdichten an Teilchen liefern, welche darüberhinaus auch groß genug sind, um die Bildung von Planetesimalen auszulösen. Zudem driften die eingefangenen Teilchen nicht weg, was bedeutet, dass sie effizient auf wachsende Planetesimale akkretiert werden können.Trümmerscheiben (>= 10 Millionen Jahre alte, gasarme und optisch dünne Staubscheiben) sind die besten Laboratorien, um zu verstehen, wie und wo sich in den jüngeren, staub- und gasreichen Umgebungen der protoplanetaren Scheiben zuvor Planetesimale gebildet haben. Es ist jedoch noch unklar, wie junge Sterne vom Stadium der Planetenbildung in das Stadium der Trümmerscheiben übergehen, welche Rolle dabei die Substruktur spielt und wie das Auflösen der Gasscheiben zur Entstehung von Trümmerscheiben führt. Ziel dieses Projekts ist es, das Wachstum und das Einfangen von Festkörpern, die dadurch ermöglichte Planetesimalbildung und die Wechselwirkung zwischen Gas und Festkörpern in den ringförmigen Strukturen von jungen Scheiben zu untersuchen, um zu verstehen, wie sich in ihnen Planeten bilden können und wie daraus Trümmerscheiben hervor gehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2634: Übergangsscheiben: Zeugen der Planetenentstehung
• Internationaler Bezug: China
• Mitverantwortliche: Dr. Sebastian Marino; Dr. Paola Pinilla; Professor Dr. Rainer Spurzem
• Kooperationspartner: Professor Dr. Christiaan Wessel Ormel