De afgelopen 25 jaar hebben wetenschappers meer dan 4.000 planeten buiten ons zonnestelsel ontdekt. Van relatief
"Als planeten daaruit worden gevormdDit wordt een protoplanetaire schijf van gas en stof genoemd. Het aandrijfmechanisme kan zwaartekrachtinstabiliteit zijn. Bij dit proces klonteren het stof en het gas in de schijf onder invloed van de zwaartekracht samen en vormen dichte spiraalvormige structuren. Deze worden dan planetaire bouwstenen en uiteindelijk planeten.”
Lucio Mayer, hoogleraar computationele astrofysica aan de Universiteit van Zürich en lid van NCCR PlanetS
De schaal waarop dit proces plaatsvindt, is erggroot - het bedekt de hele protoplanetaire schijf. Maar op kortere afstanden - op de schaal van individuele planeten - heerst een andere kracht: de magnetische velden die zich nabij de planeten ontwikkelen. Ze wekken het gas en stof van de schijf op en beïnvloeden zo de vorming van planeten. Om een compleet beeld te krijgen van dit proces, is het niet alleen belangrijk om de grootschalige spiraalstructuur in de schijf te modelleren. Ook kleinschalige magnetische velden rond de groeiende planetaire bouwstenen moeten worden meegenomen.
Verschillen in de schaal en aard van zwaartekracht enmagnetisme maken de twee krachten tot een zeer moeilijke taak om te integreren in hetzelfde model van planetaire vorming. Tot dusverre werkten computersimulaties, die de werking van de ene kracht goed weergaven, meestal slecht met de andere. Om succesvol te zijn, heeft het team een nieuwe modelleertechniek ontwikkeld. Dit vereiste kennis op verschillende gebieden: ten eerste vereisten ze een diep theoretisch begrip van zwaartekracht en magnetisme. De onderzoekers moesten vervolgens een manier vinden om begrip om te zetten in code die deze tegengestelde krachten efficiënt samen kon berekenen. Ten slotte was er vanwege de enorme hoeveelheid berekeningen die nodig was, een krachtige computer nodig.
Met dit model konden wetenschappers datlaten zien dat magnetische velden verhinderen dat groeiende planeten na een bepaald punt massa blijven verzamelen. Als gevolg hiervan worden reuzenplaneten zeldzamer en planeten met tussenliggende massa's veel vaker.
Deze resultaten zijn slechts de eerste stap, maar ze zijn duidelijklaten zien hoe belangrijk het is rekening te houden met meer fysische processen bij het simuleren van planetaire vorming. Deze studie helpt om de mogelijke paden voor de vorming van tussenmassaplaneten te begrijpen die heel gebruikelijk zijn in onze melkweg. Het helpt ons ook om protoplanetaire schijven in het algemeen te begrijpen.
Lees verder:
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen.
Kijk naar de afbeelding van 8 biljoen pixels van Mars.
Sporen van raketbrandstof werden gevonden op Saturnusmaan Rhea. Waar komt het vandaan?
Bekijk de mooiste foto's van Hubble. Wat heeft de telescoop in 30 jaar gezien?