I avhandlingen presenteras p\u00e5 ett popul\u00e4rvetenskapligt vis – p\u00e5 svenska – avhandlingens b\u00e4rande teser. Den framst\u00e4llningen f\u00f6ljer nedan. Avhandlingen styrker ytterligare lundaastronomernas roll i utforskningen av hur planeter egentligen bildas. Det handlar mycket om datakraft i ber\u00e4kningarna.<\/p>\n\n\n\n
Handledare har varit professorerna Anders Johansen<\/strong> och Nils Ryde<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n Ordet till Katrin Ros: Att ta reda p\u00e5 hur planetsystem bildas \u00e4r ingen l\u00e4tt uppgift. Vi har v\u00e5rt eget planetsystem \u2013 solsystemet \u2013 att utg\u00e5 ifr\u00e5n, men v\u00e5r sol och dess planeter var f\u00e4rdiga med att bildas redan f\u00f6r flera miljarder \u00e5r sedan. Trots det kan vi hitta ledtr\u00e5dar till hur bildningsprocessen gick till i slutprodukten: sj\u00e4lva planetsystemet som vi bor i. F\u00f6r tjugo \u00e5r sedan fick vi ocks\u00e5 tillg\u00e5ng till fler ledtr\u00e5dar till planetbildningsprocessen d\u00e5 den f\u00f6rsta exoplaneten, det vill s\u00e4ga den f\u00f6rsta planeten utanf\u00f6r v\u00e5rt solsystem, hittades. <\/p>\n\n\n Idag vet vi att exoplaneter \u00e4r vanliga i Vintergatan, och vi kan kombinera v\u00e5r kunskap om alla de system vi k\u00e4nner till f\u00f6r att skapa en mer sammanh\u00e4ngande bild av resultatet av planetbildningsprocesserna. Som tur \u00e4r har vi numera ocks\u00e5 mer direkt information i form av observationer av planetbildning s\u00e5som den sker just nu, i s\u00e5 kallade protoplanet\u00e4ra skivor. Dessa \u00e4r skivor av gas, stoft och is som omger unga stj\u00e4rnor, och det \u00e4r i dessa skivor som planetbildning sker. Till en b\u00f6rjan \u00e4r de fasta \u00e4mnena i dessa skivor i form av mikrometerstora damm och iskorn, och under skivans livstid p\u00e5 n\u00e5gra miljoner \u00e5r v\u00e4xer denna fasta komponent till planeter. Ill till en av Katrin Ros f\u00f6rel\u00e4sningar 2019.<\/em><\/p>\n\n\n\n En plats som har potential att vara just en s\u00e5dan extra gynnsam plats \u00e4r den s\u00e5 kallade frostlinjen eller islinjen. Eftersom det \u00e4r varmare n\u00e4rmre stj\u00e4rnan \u00e4n l\u00e4ngre ut fr\u00e5n den hittar vi vatten i form av \u00e5nga l\u00e4ngst in mot stj\u00e4rnan och i form vi av is l\u00e4ngre ut. Avst\u00e5ndet fr\u00e5n stj\u00e4rnan d\u00e4r \u00f6verg\u00e5ngen mellan vatten\u00e5nga och is sker \u00e4r det vi kallar f\u00f6r islinjen. <\/p>\n\n\n\n I det tidiga solsystemet l\u00e5g islinjen mitt emellan Mars och Jupiter, och man tror att det \u00e4r just islinjen som bidragit till att de mindre planeterna alla ligger innanf\u00f6r denna position, medan de st\u00f6rre ligger utanf\u00f6r. Vid islinjen \u00e4r det l\u00e4ttare f\u00f6r planetesimaler att bildas, b\u00e5de f\u00f6r att andelen fast material \u00f6kar d\u00e4r, och f\u00f6r att partiklar d\u00e4r kan v\u00e4xa \u00e4ven genom kondensation och inte bara genom kollisioner. N\u00e4r partiklar med ett ish\u00f6lje passerar islinjen blir isen till vatten\u00e5nga genom sublimation. \u00c5ngan kan passera tillbaka till den kallare delen av den protoplanet\u00e4ra skivan, d\u00e4r den kondenserar d\u00e5 den m\u00f6ter fasta partiklar. Detta leder till att de partiklar som befinner sig d\u00e4r kan v\u00e4xa st\u00f6rre.<\/p>\n\n\n Tv\u00e5 rester efter planetisimaler i v\u00e5rt eget solsystem: \u00f6verst kometen 67P\/ChuryumovGerasimenko dokumenterad av ESA-sonden Rosetta 2015, underst Kuiperb\u00e4ltobjektet Arrokoth fotograferat av NASA:s New Horizon 2019. Bildk\u00e4llor: I min avhandling har jag studerat just denna mekanism i datorsimuleringar och i laboratorieexperiment. Vi har unders\u00f6kt b\u00e5de en lugn protoplanet\u00e4r skiva och en skiva som just har genomg\u00e5tt ett stj\u00e4rnutbrott, d\u00e4r temperaturen pl\u00f6tsligt h\u00f6jts i den omgivande skivan. S\u00e5dana utbrott \u00e4r vanliga hos unga stj\u00e4rnor och resulterar i att islinjen tillf\u00e4lligt f\u00f6rflyttas ut\u00e5t. I b\u00e5da fallen visar v\u00e5ra resultat att kondensation kan bidra till att partiklar snabbt v\u00e4xer till ungef\u00e4r centimeterstorlek. F\u00f6r att sammanfatta, visar v\u00e5ra resultat att kondensation \u00e4r en viktig tillv\u00e4xtmekanism f\u00f6r stoftpartiklar i protoplanet\u00e4ra skivor, vilket g\u00f6r islinjen till en potentiellt gynnnsam plats f\u00f6r fortsatt tillv\u00e4xt mot planetesimaler och planeter.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Islinjens betydelse f\u00f6r planetbildning F\u00f6r n\u00e5gra dagar sedan f\u00f6rsvarade lundaastronomen Katrin Ros sin doktorsavhandling som visar p\u00e5 den s\u00e5 kallade islinjens betydelse f\u00f6r planetbildning. Avhandlingen heter The role of ice in planet formation och finns att l\u00e4sa h\u00e4r p\u00e5 Lunds universitets forskningsportal. I avhandlingen presenteras p\u00e5 ett popul\u00e4rvetenskapligt vis – p\u00e5 svenska – avhandlingens b\u00e4rande… L\u00e4s mer »Nr 35 2024<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"rop_custom_images_group":[],"rop_custom_messages_group":[],"rop_publish_now":"initial","rop_publish_now_accounts":[],"rop_publish_now_history":[],"rop_publish_now_status":"pending","neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95588"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=95588"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95588\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":95628,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95588\/revisions\/95628"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=95588"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=95588"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=95588"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/download.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n
Min avhandling handlar om att f\u00f6rst\u00e5 hur den fasta komponenten i de protoplanet\u00e4ra skivorna g\u00e5r fr\u00e5n sm\u00e5 mikrometerstora stoft- och iskorn till st\u00f6rre kroppar, som sedan kan bilda planeter. Medan de fortfarande \u00e4r sm\u00e5, kan kornen v\u00e4xa genom kollisioner, men n\u00e4r de passerat ungef\u00e4r millimeterstorlek resulterar kollisioner inte l\u00e4ngre i tillv\u00e4xt, utan ist\u00e4llet i att de sl\u00e5s s\u00f6nder eller studsar mot varandra.
D\u00e4refter \u00e4r n\u00e4sta steg i tillv\u00e4xtprocessen att partiklar klumpas ihop till en st\u00f6rre klump med en kritisk koncentration och storlek, d\u00e4r den kollapsar av sin egen gravitation. Detta resulterar i en kilometerstor fast kropp som vi kallar planetesimal. S\u00e5dana planetesimaler kan ses \u00e4n idag i solsystemet i form av till exempel asteroider och kometer, som helt enkelt \u00e4r \u00f6verblivna planetesimaler fr\u00e5n n\u00e4r solsystemet bildades.
Det finns dock ett problem h\u00e4r. F\u00f6r att dessa planetesimaler ska kunna bildas genom att partiklar koncentreras och klumpas ihop, m\u00e5ste dessa partiklar f\u00f6rst b\u00e5de bli tillr\u00e4ckligt stora, och uppn\u00e5 en tillr\u00e4ckligt h\u00f6g koncentration. Dessa villkor uppfylls tyv\u00e4rr inte hur som helst eller var som helst i den protoplanet\u00e4ra skivan. D\u00e4rf\u00f6r letar vi efter speciella platser i skivan, d\u00e4r antingen partikeltillv\u00e4xten \u00e4r extra gynnsam eller d\u00e4r partikelkoncentrationen kan bli extra h\u00f6g.<\/p>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/EEvZPIKXUAIpKmv.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/oopia18899_rosetta.secondar.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.astb.se\/cassiopeiabloggen\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/download-1.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n
ESA\/Rosetta\/MPS<\/em>, NASA\/Johns Hopkins University
Applied Physics Laboratory\/Southwest Research Institute\/National Optical Astronomy Observatory<\/em><\/p>\n\n\n\n
Vi har ocks\u00e5 sett att det \u00e4r m\u00f6jligt att koncentrationen av partiklar blir tillr\u00e4ckligt h\u00f6g f\u00f6r att planetesimaler skulle kunna bildas. Dessutom har vi visat att \u00e5nga kondenserar l\u00e4ttare p\u00e5 partiklar som redan har ett ish\u00f6lje \u00e4n p\u00e5 partiklar utan ish\u00f6lje i protoplanet\u00e4ra skivor. Detta resulterar i att isiga partiklar kan v\u00e4xa sig stora lokalt vid islinjen, medan stoftpartiklar utan ish\u00f6lje tenderar att stanna vid stoftstorlek och sprids d\u00e4rmed l\u00e4ttare ut i den omgivande gasen. <\/p>\n\n\n\n