Diplomarbeit
Staubdiffusion in protoplanetaren Akkretionsscheiben
Michael Wehrstedt
Zusammenfassung:
IR-Spektren vieler Kometen zeigen neben den bekannten Signaturen des amorphen
Silikatstaubs deutliche Anzeichen für kristallines Silikat (vorwiegend Olivin)
in beträchtlichen Mengen.
Es ist wahrscheinlich, daß die Materie in den Kometen unverändertes,
ursprüngliches Material aus der Zeit des solaren Urnebels darstellt, das seit
seinem Einbau in die Kometesimale "eingefroren" wurde.
Da der Staub im interstellaren Medium ausschließlich in amorpher Form vorliegt,
kommt als Herkunftsort des kristallinen Silikats nur die protoplanetare
Akkretionsscheibe in Betracht.
Ein möglicher Bildungsmechanismus ist die Kristallisation des amorphen Silikats
(englisch: annealing) im warmen Innenbereich der Akkretionsscheibe.
Infolge der Turbulenz in der optisch dicken Scheibe gelangt ein Teil des
getemperten Silikatstaubs - mitgerissen vom Gas - in die kühlere Außenregion
der Scheibe, wo dieser in größere Körper, z.B. die Kometesimale, eingebaut
werden kann.
Auch in der Matrix mancher Chondrite finden sich Indizien für Silikatstaub,
der unter den Bedingungen des solaren Urnebels einem annealing-Ereignis
ausgesetzt war.
In dieser Arbeit wird die Diffusion und Kristallisation des Staubs in
protoplanetaren Scheiben untersucht.
Die Diffusionsgleichung für den Staub (annealing inbegriffen) wird zu diesem
Zweck in einem eindimensionalen, zeitabhängigen numerischen Modell an die
Gleichungen für die globale Entwicklung einer alpha-Scheibe gekoppelt.
Die Ergebnisse sprechen dafür, daß der diffusive Transport den Staub
großräumig über die Scheibe verteilt und damit eine Erklärung
für das kristalline Silikat in den Urkörpern des Sonnensystems bietet.
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