Gasplanetenentstehung und der Corot-Planetenzensus

Broeg, Christopher Hans GND

Das Ziel dieser Arbeit war die Erarbeitung einer Vorhersage möglicher Planetenpopulationen um andere Sterne. Mittel der Wahl ist die so genannte Mannigfaltigkeit: die Menge aller möglichen Gleichgewichte im Sinne des Sternaufbaus, die ein fester Gesteinskern mit verschiedenen ihn umgebenden Nebeln einnehmen kann. Die Gleichgewichte werden hierfür in-situ, im Rahmen der Kerninduzierten Gasinstabilitätshypothese, berechnet. Der Fokus liegt dabei auf engen Planeten mit Umlaufzeiten von weniger als 64 Tagen. Aber auch Jupiters Position wird mit der gleichen Methode untersucht. Hierbei gibt es eine Überraschung: Offenbar unterscheidet sich die Entstehung der sehr engen, nach ihrem ersten Vertreter oft Pegasi-Planeten genannten Planeten, grundlegend von der Entstehung von Jupiter. Es gibt keine dynamische Gasakkretionsphase, vielmehr läuft die gesamte Entwicklung quasistatisch ab. Für HD149026 b - den bis dato unerklärlichen Transitplaneten mit extrem großem Kern - wird die statische Entwicklung dann auch mit numerischen, strahlungshydrodynamischen Rechnungen überprüft. Die berechnete Mannigfaltigkeit erlaubt die Bestimmung der genauen Anfangsbedingungen, um diesen Planeten zu formen. Damit ist es uns erstmals gelungen, eine mögliche Entstehung von HD149026 b zu präsentieren. Den Höhepunkt dieser Arbeit stellt schlieÿlich der Corot-Survey Mark 1 dar: Es handelt sich um die Vorhersage der relativen Häufigkeiten von Planetenmassen für verschiedene Umlaufzeiten und Zentralgestirne. Insgesamt wurden für den Survey 48 verschiedene Mannigfaltigkeiten mit jeweils mehr als 10000 Planetenmodellen berechnet. Das Ergebnis zeigt sehr vielfältige Massenverteilungen, die bei verschiedenen Umlaufzeiten stark variieren. Dies lässt auf eine große Vorhersagekraft der Theorie schließen. Weiterhin führen die Ergebnisse zu einer Einteilung der Gasplaneten in drei Klassen: Die Klasse G der ganz heißen, die Klasse H der heißen und die Klasse J der jupiterähnlichen Gasplaneten. Die Abstandsgrenzen sind Parameterabhängig und müssen noch genau bestimmt werden. Eine mögliche Wahl für Bedingungen um unsere Sonne ist die Trennung bei etwa 2 (Grenze G/H) sowie 28 (Grenze H/J) Tagen Umlaufzeit. Diese Fülle an Information wird prägnant in 7 Thesen zusammengefasst, die schon bald mit Hilfe von Beobachtungen überprüft werden können.

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Broeg, Christopher Hans: Gasplanetenentstehung und der Corot-Planetenzensus. 2006.

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