Experimente zur Physik der Planetenentstehung



Die Entstehung der Planeten ist eine der Grundfragen der modernen Astronomie, die sich mit unserer eigenen Herkunft, der Suche nach bewohnbaren Planeten und der möglichen Entwicklung von Leben außerhalb der Erde beschäftigt.

Jüngsten Untersuchungen zu Folge können sich winzige Staubpartikel in jungen Sonnensystemen, leicht zu zentimetergroßen Klumpen (Agglomeraten) zusammenballen. Dies wird allgemein als erster Schritt zur Bildung von Planeten angesehen. Allerdings ist es bisher nicht gelungen, ihr weiteres Wachstum bis zu Größen von einem Kilometer zu erklären.

Daher wollen die Forscher untersuchen, wie sich große Staubagglomerate bei Zusammenstößen verhalten. Sie möchten herausfinden, ob sie aneinander haften, zerstört werden oder wieder auseinanderdriften. Damit die Teilchen mit sehr niedriger Geschwindigkeit aufeinander zufliegen können, ohne dabei zu fallen, müssen die Experimente in Schwerelosigkeit durchgeführt werden.

Die Wissenschaftler möchten mit den Experimenten systematisch den Einfluss der Temperatur und der Zusammensetzung der Partikel auf die Stoßeigenschaften der Agglomerate erforschen. In der vorangegangenen Parabelflugkampagne wurde festgestellt, dass die Haftwahrscheinlichkeit beim Zusammenstoß zweier Millimeter-großer Staubagglomerate immer deutlich unter zehn Prozent liegt.

Während bei Raumtemperatur Experimente unter Bedingungen durchgeführt werden, die denen nahe an der jungen Sonne entsprechen, simulieren  Untersuchungen bei niedrigeren Temperaturen weitere Entfernungen von der Sonne. Während der 11. DLR-Parabelflugkampagne sollen erste Experimente zur Agglomeration bei sehr tiefen Temperaturen und mit festen Eispartikeln durchgeführt werden, um die Bedingungen in äußeren Bereichen von jungen Sonnensystemen nachzuahmen.

Eis kommt im Kosmos sehr häufig vor. Seine Stoßeigenschaften sind jedoch weitgehend unbekannt. Wir wissen heute, dass ein Großteil der Körper des äußeren Sonnensystems maßgeblich aus Eis besteht. Somit sollen die Experimente nicht nur helfen, den Mechanismus der Planetenbildung zu ergründen, sondern auch die Dynamik der Partikel in planetaren Ringen zu verstehen.


Kontakt
Helen J. Fraser
University of Strathclyde, Glasgow
Prof. Dr. Jürgen Blum
Technische Universität zu Braunschweig

Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik

Tel: +49 531 391-5217

E-Mail: j.blum@tu-bs.de
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