Opis projektu
Nowe informacje o tajemniczych dyskach pyłu i gazu, z których powstają planety
Wokół nowo powstałych gwiazd obracają się spłaszczone dyski protoplanetarne zawierające gaz i pył. Uważa się, że z czasem przekształcają się one w układy planet. Dzięki współczesnym teleskopom w obrębie tych dysków zaobserwowano sierpowate struktury, a także spirale i wiatry, co sugeruje możliwość występowania w nich ruchu nieliniowego. Najnowsze dowody wskazują, że dyski mogą się cechować bardzo małą turbulencją, ponieważ zawierają niewielką ilość naładowanych cząstek, co przekłada się na słabe przyleganie do linii pola magnetycznego. Obecna wiedza bazuje na przybliżonym modelowaniu hipotetycznych sił magnetohydrodynamicznych (powiązanych z magnetycznymi właściwościami zjonizowanego gazu) odpowiedzialnych za powstawanie i ewolucję takich dysków. W ramach finansowanego ze środków UE projektu MHDiscs powstają zaawansowane modele uwzględniające zasady samoorganizacji i wiatry magnetotermiczne jako dodatkowe czynniki wpływające na ewolucję dysków protoplanetarnych. Ma to pogłębić naszą wiedzę o procesie tworzenia się planet.
Cel
Circumstellar discs are the birthplaces of planets. They form around young protostars and dissipate in a few million years. Modern submillimeter and optical telescopes such as ALMA and VLT/SPHERE are now able
to resolve thin structures in the bulk of these objects, such as rings, crescents, spirals and winds, probing the very origin of planetary systems similar to our own. Our current understanding of these discs relies on a very crude modelling of a hypothetic magneto-hydrodynamic (MHD) turbulence thought to play an essential role in the evolution and structure of these systems. However, there is now compelling theoretical and observational evidence that these discs are weakly turbulent, if not laminar, because of their low ionisation fraction and thus poor coupling to the magnetic field. This suggests that subtle MHD processes are driving the dynamics of these objects.
Moreover, my recent theoretical breakthroughs demonstrate that these gaseous discs are subject to self-organisation and magneto-thermal winds. These processes play a key role for the disc as they can control its radial structure and evolution. I propose that computing global non-ideal MHD models from massively parallel numerical simulations will shed a new light on these processes, connecting the long-term evolution of these discs to the formation of large scale structures seen by ALMA and SPHERE. We expect MHDiscs to provide reliable global evolution models by coupling gas dynamics to dust and irradiation. These models will be used to predict discriminant observables of the processes I propose, setting the stage for a deeper understanding of the formation of planetary systems.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja