Protoplanetare Propeller in gestörten Akkretionsscheiben.

• Antragsteller: Professor Frank Spahn, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 156182056

Im Sommer 2009 gelang es den Kameras der Cassini-Raumsonde, die Saturnringe unter flach einfallendem Sonnenlicht (Äquinox) aufzunehmen, wobei hochinteressante, überraschende Bilder der Ringschatten an vertikalen Dichteerhebungen entstanden. Das hat uns veranlasst, ein dreidimensionales, gravitatives Streumodell von eingebetteten Moonlets zu entwerfen, welches es gestattet, vertikale Propeller-Strukturen zu beschreiben. Damit können wir recht gut die vertikale und laterale Ausdehnung der Propeller-Flügel für größere Moonlets (z.B. Earhart) erklären, die sich aus der Analyse der Schatten-dimensionen ergeben (Hoffmann et al. 2012, arXiv:1208.4775v1). Für kleine Propeller-Moonlets funktioniert das nicht mehr, da dort dissipative Effekte sowie Dichte-Fluktuationen wichtig werden. Wiederum sind für die allergrößten Ringmonde (Pan und Daphnis) orbitale Phasenrelationen (Phasenkohärenz) entscheidend für das Verständnis der 3-dimensionalen-Konfiguration der Dichte-Bugwellen.Aus diesen Gründen planen wir in der Fortsetzung eine Erweiterung des Streumodells um orbitale Phasen, damit die laterale und vertikale Struktur der durch den Mond Daphnis verursachten Dichtebugwellen in der Keeler-Teilung quantifiziert werden kann. Um andererseits die Relaxation der durch kleinere (< 100m) Moonlets verursachten Propeller-Strukturen besser zu verstehen, wollen wir zusätzlich stoßbedingte, kollektive Effekte (Druck, viskose Diffusion, stochastische Dichtefluktuationen) im Modell berücksichtigen.In einem letzten Schritt dieser Fortsetzung wollen wir versuchen, mit unserem modifizierten, gravitativen Streumodell die Frage zu beantworten, ob und unter welchen Bedingungen sich in einer prä-planetaren Gas-Staubscheibe propellerähnliche Strukturen um einen planetaren Embryo entwickeln können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Carsten Henkel