Charakterisierung von in protoplanetaren Scheiben eingebetteten Planeten im VIS/NIR-Wellenlängenbereich

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Fähigkeit zur Detektion und Charakterisierung von Planeten während ihrer Entstehung zu untersuchen. Es wird davon ausgegangen, dass sich diese aus dem Staub und Gas protoplanetarer Scheiben bilden und während des Entstehungsprozesses Spuren im Erscheinungsbild der Scheibe hinterlassen. Beobachtungen solcher Strukturen können indirekte Nachweise für die Präsenz eines Planeten darstellen. Direkte Beobachtungen eingebetteter Planeten sind jedoch rar. Diese Arbeit verwendet Monte-Carlo-Strahlungstransport-Simulationen von protoplanetaren Scheiben und sich darin bildenden Planeten. Die extremen Bedingungen während der Planetenentstehung erschweren jedoch die Durchführung der Simulationen. Folgen sind hohe Simulationszeiten und Fehler bei ermittelten Temperaturverteilungen und Flusskarten. Daher wird in einer ersten Studie das Problem hoher optischer Tiefen bei der Temperaturberechnung betrachtet und eine Methode zur Lösung dessen vorgestellt. Es wird gezeigt, dass diese die Simulationszeit um bis zu drei Größenordnungen reduziert und somit Simulationen hoher optischer Tiefen ermöglicht. In einer zweiten Studie werden Gründe für Fehler bei der Flussberechnung untersucht, die durch hohe optische Tiefen verursacht werden. Als Ursachen werden ein Streuordnungsproblem und ein Wegfindungsproblem ausgemacht. Zur Lösung des Ersteren wird die erweiterte Peel-off-Methode entwickelt. In einer Parameterstudie wird schließlich der ursprünglichen Frage nach der Fähigkeit zur Detektion und Charakterisierung eingebetteter Planeten nachgegangen. Hierfür werden die Ergebnisse der vorangehenden Studien genutzt. Detektierbare Planeten werden identifiziert und die Implikationen einer Nichtdetektion untersucht. Abschließend werden für verschiedene Modellparameter die für ihre Bestimmung geeignetsten Beobachtungswellenlängen ermittelt.

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