Einfluss verschiedener Zentralsterne auf die Atmosphären von Planeten im Grenzbereich zwischen Gesteins- und Gasplaneten

• Antragstellerin: Dr. Mareike Godolt
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329164484

Die Charakterisierung von Planeten an der Grenze von Gesteins- und Gasplaneten ist eines der Hauptthemen der heutigen Exoplanetenforschung. Diese ist nur möglich, wenn die Schlüsselprozesse, welche deren Atmosphären und deren spektrales Erscheinungsbild maßgeblich beeinflussen, verstanden werden. Die Atmosphären dieser Planeten sind mit vorhandener und bereits geplanter Instrumentierung beobachtbar, wenn diese um nahe, helle Sterne kreisen. Die Planeten, mit Massen und Radien kleiner als die des Neptuns, sind um unterschiedliche Sterne zu finden. Die Entstehung ihrer Atmosphären kann sehr divers sein, so können sich diese z.B. durch Akkretion von Gas aus dem stellaren Nebel, durch die Sublimation von Eis und durch Ausgasungen aus dem Planeteninneren bilden. Das Ziel des Projekts ist den Einfluss unterschiedlicher Zentralsterne und Atmosphärenursprünge auf die Atmosphären dieser Planeten und deren spektrales Erscheinungsbild zu bestimmen. Es soll auch untersuchen ob und wenn ja welche spektralen Signaturen dazu genutzt werden können Gesteinsplaneten von überwiegend gasförmigen Planeten zu unterscheiden.Um den Einfluss verschiedener Sterntypen zu untersuchen, bedarf es eines Modells, welches den Einfluss der stellaren Einstrahlung auf die atmosphärische Temperatur und auf die chemische Zusammensetzung berücksichtigt. Hierfür soll ein neues, gekoppeltes Atmosphärenmodell entwickelt werden, welches die atmosphärische Temperaturstruktur über Strahlungstransport und Konvektion als Energietransportprozesse berechnet, in dem es für den Strahlungstransport ein hochauflösedes line-by-line Strahlungstransportmodell verwendet. Dieses radiativ-konvektive Modell wird mit einem Gleichgewichts- und mit einem Nichtgleichgewichtschemie Modell gekoppelt um den Einfluss der Temperaturstruktur und der Sternstrahlung auf die atmosphärische Zusammensetzung zu studieren. Anhand der resultierenden atmosphärischen Temperatur- und Konzentrationsprofilen wird das spektrale Erscheinungsbild und die Detektierbarkeit aussagekräftiger spektraler Signaturen mit heutiger und geplanter zukünftiger Instrumentierung berechnet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen