The early stages of planet formation
Datum: 10 oktober 2008
Promotie: C.W. Ormel, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5,
Groningen
Proefschrift: The early stages of planet formation
Promotor(s): prof.dr. A. Tielens, prof.dr. M. Spaans
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Vroege stadia van planeetvorming: van klein naar groot
De protoplanetaire schijf is de plek waar kleine, micron-grote
stofdeeltjes uitgroeien tot planeten. Het proefschrift van Chris Ormel
behandelt de eerste stadia van dit samenklonteringsproces, dat wil
zeggen de groei van deze stofdeeltjes tot planetesimalen - objecten
van circa een kilometer grootte.
Een aantal aspecten van dit samenklonteringsproces wordtdoor Ormel
onder de loep genomen. Stofdeeltjes plakken relatief eenvoudig aan
elkaar wanneer ze klein zijn. De intermoleculaire (van der Waals)
krachten zijn dan relatief sterk. Er vormen zich aggregraten van
stofdeeltjes. Echter, wanneer deze aggregaten macroscopische
afmetingen (mm tot cm grootte) bereiken is het plakproces niet meer zo
vanzelfsprekend. Bovendien nemen de snelheidsverschillen tussen de
stofdeeltjes ook toe naarmate ze groter worden. De vorming van
planetesimalen via dit aaneengesloten groeiproces verloopt dus zeker
niet zonder obstakels.
Ormel modelleert het groeiproces met Monte Carlo simulaties. Het
voordeel hiervan is dat het botsingsgedrag van individuele
stofdeeltjes kan worden gevolgd. Ook kan er een band met experimentele
botsingsgegevens worden gelegd. Om een grote verscheidenheid aan
deeltjes te kunnen simuleren, is de Monte Carlo methode aanzienlijk
uitgebreid.
Enkele conclusies zijn:
- Omdat stofaggregaten vaak een open, fractale structuur hebben, zijn
ze beter gekoppeld aan het gas. De zwaartekracht heeft dan iets minder
invloed.
- De poreuze structuur kan tegenwicht bieden aan energetische
botsingen die naar fragmentatie neigen.
- Micron-grote stofdeeltjes zijn belangrijk voor het aaneenplakken van
chondrulen - de bouwstenen van meteorieten.
- Het samenklonteringsproces is mogelijk al begonnen in de moleculaire
wolk waaruit het zonnestelsel is gevormd.
Chris Ormel (Tunesië, 1981) studeerde sterrenkunde in Groningen. Het
onderzoek werd uitgevoerd aan Kapteyn Instituut voor Sterrenkunde van
de RUG. Ormels nieuwe werkgever is het Max Planck Instituut voor
Astronomie in Heidelberg.
Rijksuniversiteit Groningen