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Die Fragmentations-Koagulationsgleichung
Georg Lochmann
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Ernst Dorfi
DOI
10.25365/thesis.23293
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30149.04618.494666-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit stellt ein Programm zur numerischen Lösung der Planetenentstehung vor. Das größte Problem bei der Entwicklung von Planetesimalen stellt die so genannte "meter-size barrier" dar. Diese Grenze basiert auf hohen radialen Geschwindigkeiten von metergroßen Körpern und auf einer verstärkten Fragmentation durch sehr große Relativgeschwindigkeiten zwischen diesen Teilchen und dem restlichen Ensemble. Das verwendete Standardmodell der protoplanetaren Scheibe beruht auf Beobachtungsdaten von Andrews et al. (2009). Basierend auf der numerischen Lösung der Fragmentations-Koagulationsgleichung wurde die Entwicklung von Staubkörnern mitverfolgt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Standardmodell einer protoplanetaren Scheibe nicht geeignet ist, größere Staubteilchen zu bilden. Betrachtet man hingegen eine Scheibe mit einem Temperaturverlauf gemäß T ~ r^(-0.6), die weniger turbulent alpha = 10^(-5) ist und eine Fragmentationsgeschwindigkeit von 5 m/s, dann scheint es möglich, dass aus dem Staub Planetesimale hervorgehen. Die Staubkörner wachsen in den inneren Regionen der protoplanetaren Scheibe (r < 5 AU ) bis zu einigen Metern an und überwinden damit die zuvor beschriebene Wachstumsgrenze.
Abstract
(Englisch)
This thesis deals with the formation of planetesimals in protoplantary disks. The main obstacle that has been treated by several authors is the so called "meter-size barrier". This threshold on the one hand originates from a fast radial drift of meter-size particles. On the other hand, very large relative velocities between these objects and the whole ensemble lead to fragmentation. First we construct a model of a protoplanetary disk based on observational data from Andrews et al. (2009). Then we perform numerical simulations to follow the growth of dustpebbles within this disk. The results show that the standard model of a protoplanetary disk is unsuitable for building larger rocks. However, with slightly different parameters it seems possible. The disk has to be colder with a power law according to T ~ r^(-0.6) and less turbulent alpha = 10^(-5). In addition the fragmentation velocity has been raised from 1 to 5 m/s. Under these circumstances the mean particle size in the inner regions (r < 5 AU) grows to some meters in size and therefore trespasses the aforementioned barrier.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
coagulation fragmentation protoplanetary disk planet formation
Schlagwörter
(Deutsch)
Koagulation Fragmentation protoplanetare Scheibe Planetenentstehung
Autor*innen
Georg Lochmann
Haupttitel (Deutsch)
Die Fragmentations-Koagulationsgleichung
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
V, 88 S.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Ernst Dorfi
AC Nummer
AC09598342
Utheses ID
20838
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |