Dreidimensionaler polarisierter Strahlungstransport in Atmosphären und Ringen von Exoplaneten

Polarimetrie ist auf dem Weg, sich zu einer starken Methode zur Detektierung und Charakterisierung von extrasolaren Planeten zu entwickeln. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die von extrasolaren Planeten reflektierte und polarisierte Strahlung zu untersuchen. Zu diesem Zweck wird zunächst ein umfangreiches Programm entwickelt, das den Strahlungstransport in Planetenatmosphären simuliert und alle relevanten Polarisationsmechanismen, die sich aus der Streuung an Gas- und Wolkenteilchen oder der Reflexion an der Oberfläche ergeben, sowie mögliche Einflüsse der planetaren Umgebung berücksichtigt. Grundlage für dieses Programm bietet POLARIS, ein dreidimensionales Monte-Carlo-Strahlungstransportprogramm, welches schon für verschiedene großskalige astrophysikalische Objekte, wie beispielsweise Molekülwolken oder zirkumstellare Scheiben, ausgiebig getestet und erfolgreich verwendet wurde.

Im ersten Teil wird das Programm und dessen neuen implementierten Methoden an einfachen Atmosphärenmodellen getestet. Zudem wird der Einfluss der planetaren Umgebung in Form eines zirkumplanetaren Rings auf die beobachtete, polarisierte Strahlung untersucht. Anschließend wird sich im zweiten Teil der Studie auf die Planetenatmosphäre und die Zusammensetzung von Wolken konzentriert. Ziel ist es dabei, die Auswirkungen auf den gestreuten, polarisierten Fluss von verschiedenen Wolkenzusammensetzung in exoplanetaren Atmosphären zu untersuchen. Aufbauend auf den ersten Teil der Arbeit wird in der dritten Studie schließlich der gestreute und polarisierte Fluss eines zirkumplanetaren Rings im Detail betrachtet. In diesem Fall wird der Einfluss makroskopischer Parameter, wie Ringradius oder Inklination, sowie der Effekt der chemischen Zusammensetzung oder der Größe der Staubteilchen im Ring auf den reflektierten Fluss untersucht.

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