BERN / LONDON (IT BOLTWISE) – Ein Forschungsteam der Universität Bern hat einen bedeutenden Durchbruch in der Planetenforschung erzielt. Durch Experimente in der Schwerelosigkeit wurde erstmals die Scherströmungsinstabilität unter Bedingungen nachgewiesen, die in protoplanetaren Scheiben herrschen. Diese Erkenntnis schließt eine wichtige Lücke im Verständnis der Planetenbildung und könnte die Modelle zur Entstehung von Planetensystemen revolutionieren.
Die Entstehung von Planeten aus feinem Staub ist ein faszinierender Prozess, der Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt. Ein Forschungsteam der Universität Bern hat nun einen entscheidenden Schritt zur Aufklärung dieses Prozesses gemacht. Bei Parabelflügen in der Schwerelosigkeit gelang es, die Scherströmungsinstabilität experimentell nachzuweisen, ein physikalischer Prozess, der in den Regionen auftritt, in denen Planeten entstehen. Diese Entdeckung schließt eine wichtige Lücke im Verständnis der ersten Schritte der Planetenbildung.
Planeten entstehen in sogenannten protoplanetaren Scheiben, die aus Gas und Staub bestehen und um junge Sterne kreisen. Der Weg von Staubkörnern zu voll ausgebildeten Planeten ist komplex und beinhaltet verschiedene physikalische Prozesse. Eine der größten Herausforderungen ist die sogenannte ‘Barriere’, bei der Klumpen von Zentimetergröße bei Kollisionen abprallen oder zerbrechen. Seit der Jahrtausendwende vermuten theoretische Modelle, dass hydrodynamische Instabilitäten, wie die Scherströmungsinstabilität, diese Barriere überwinden könnten.
Unter der Leitung von Dr. Holly L. Capelo hat das Team der Universität Bern ein einzigartiges Experiment entwickelt, das die Mikrogravitationsbedingungen bei Parabelflügen nutzt. Diese Flüge ermöglichen es, die Bedingungen in protoplanetaren Scheiben nachzustellen und die Bildung von Scherströmungsinstabilitäten zu beobachten. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Instabilitäten tatsächlich auftreten können, selbst unter den extrem dünnen Gasbedingungen, die in solchen Scheiben herrschen.
Die Erkenntnisse aus diesem Experiment sind nicht nur ein wissenschaftlicher Durchbruch, sondern könnten auch die theoretischen Modelle zur Planetenentstehung erheblich verbessern. Die Forscher planen, das Experiment weiterzuentwickeln und auf einer Raumstation wie der ISS durchzuführen, um die Entstehung und Entwicklung von Turbulenzen über längere Zeiträume zu studieren. Diese Forschung könnte letztlich dazu beitragen, das Gesamtbild der Entstehung von Planetensystemen besser zu verstehen und zu erklären, wie unser Sonnensystem und die Erde selbst entstanden sind.
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