INSIDE: Simulationen und Beobachtungen der inneren Bereiche in protoplanetaren Scheiben

• Antragsteller: Dr. Mario Flock
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465962023

Planetenentstehung ist eines der wichtigstem Forschungsgebiete in der Astrophysik und Astronomie. Seit der Entdeckung des ersten Exoplaneten im Jahre 1995, honoriert im Herbst 2019 mit dem Nobel Preis, wurden mehr als viertausend extrasolare Planeten gefunden. Planetenentstehung ist ein solider und effizienter Prozess, jedoch wie genau diese Planeten entstehen ist noch nicht genau bekannt. Die inneren Bereiche von protoplanetaren Scheiben, innerhalb einer astronomischen Einheit, sind extrem wichtig für die Planetenentstehung. Gerade in den inneren Bereichen befinden sich die besten Bedingungen, schnelle dynamische Zeitskalen und die größten Dichten. Jedoch ist es sehr schwer diese Bereiche zu beobachten, da man Auflösungen von einer tausendstel Bogensekunde benötigt. Solche Auflösungen sind mit den heutigen Ein-Spiegel Teleskopen nicht erreichbar. Der einzige Weg diese Bereiche zu beobachten wird mithilfe der Zusammenführung von mehreren Teleskopen zu einem Interferometer im nah-und mittel-infrarot erreicht. Seit einigen Jahren werden neue Bildgebene Instrumente im Herz des ”Very Large Teleskope Interferometer” (VLTI) integriert welche es erlauben die innersten Bereiche einer protoplanetarn Scheibe aufzulösen. Die Instrumente erlauben die Strahlung des heißen Gas und Staubes aufzuzeichnen, das Material welches an der Staub Sublimationsgrenze liegt und welches auch zum Drehimpulstransport durch Scheibenwinde beiträgt. Mit INSIDE wollen wir die neuesten theoretischen Modelle erweitern und zum ersten mal die Ergebnisse mit den modernsten Beobachtungen der inneren Scheibenregionen vergleichen. Unsere Ziele sind (1) neue selbst-konsistente Gas und mehrfachen Staub Strahlungs hydrostatische Modelle von protoplanetaren Scheiben zu entwickeln und (2) zum ersten mal diese Modelle mit den Ergebnissen von neusten Interferometrie Beobachtungen im Nah- und Mittel-Infrarot im Detail zu vergleichen. Unser vorgeschlagenes Modell wird die Einstrahlung und die Heizung durch Akkretion beinhalten, sowie die Staub Sublimation von Silikaten und Graphit. Parallel dazu werden wir die neusten Beobachtungsdaten auswerten, welche wir von den Instrumenten PIONIER, GRAVITY und MATISSE am VLTI erhalten. Kombiniert mit photometrischen Beobachtungen wollen wir klare Hinweise auf die Struktur der inneren Bereiche, vor-allem der Dichte und Temperatur erhalten. Zudem erlauben diese Daten uns auch die Bereiche außerhalb der Staubsublimation anzuschauen um nach Staub Lücken oder Asymmetrien versursacht durch junge Planeten zu suchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Privatdozentin Dr. Myriam Benisty