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Linking chemistry and physics in the planet-forming zones of disks

Descripción del proyecto

Estudio de la composición del gas y el hielo que forman nuevos planetas

Los planetas se forman, migran y adquieren su composición fundamental en discos de gas y polvo que orbitan estrellas nacientes. Durante los próximos años, se lograrán mejoras sustanciales en la observación en el rango de las longitudes de onda infrarrojas para estudiar el disco interno, hasta radios equivalentes a la órbita de Saturno en el Sistema Solar, una región clave para la formación de planetas. En este sentido, el recién lanzado telescopio espacial James Webb ofrece diagnósticos únicos del gas y el hielo. En el proyecto MOLDISK, financiado con fondos europeos, se analizarán datos de nueva aparición para mejorar la comprensión química y física de discos jóvenes y maduros. Su objetivo es identificar procesos clave, como el papel de las trampas de polvo y las líneas de nieve, que controlan la composición del material que finalmente forma los planetas.

Objetivo

The heavy elements (C, O, N) in exoplanetary atmospheres result from accretion of gas and impacts of icy pebbles and planetesimals in disks around young stars. The gas and dust, in turn, originate from the collapsing cloud that formed the star plus disk, with icy grains growing, settling and drifting in radially to the planet-forming zones. The inner disk (0.1-10 au) is a key region in planet formation, yet its physical and chemical structure is still poorly constrained observationally. The next years offer huge observational improvements at infrared wavelengths, which is the primary regime to study inner disks. Most notably, JWST offers unique diagnostics of gas and ice at unprecedented sensitivity and sharpness. The applicant has been heavily involved in planning and building of JWST-MIRI for the past 25 years, and co-leads GTO programs on protostars and protoplanetary disks.

This proposal requests funding for 2 postdocs and 3 PhD students to carry out an interdisciplinary program that analyses MIRI data as soon as they arrive by mid-2022, and makes crucial connections with ALMA and VLT(I) data, state-of-the-art disk models developed by the applicant’s team, and laboratory experiments on ices. The specific goals are to (i) determine the chemical inventory of gas in inner disks, and measure C/O/N/H ratios in exoplanet birth environments; (ii) relate differences in chemical composition between disks to locations of dust traps, icy pebble sublimation at snowlines, and presence of cavities; (iii) compare the chemical properties of young embedded disks with mature disks, and establish the role of accretion shocks may have on their composition; (iv) determine the abundances of ice species, including the presence of more complex icy molecules, as well as their chemistry from envelopes to disks; and (v) find indirect evidence for the presence of young unseen (massive) planets. MOLDISK will train a next generation of mid-IR scientists, important for ELT and SPICA.

Ámbito científico

CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.

Palabras clave

Régimen de financiación

ERC-ADG - Advanced Grant

Institución de acogida

UNIVERSITEIT LEIDEN
Aportación neta de la UEn
€ 2 282 440,00
Dirección
RAPENBURG 70
2311 EZ Leiden
Países Bajos

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Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 282 440,00

Beneficiarios (1)