Masterarbeit

Estimating Water Transfer during Planetary Formation using Interpolated Results from SPH Collision Catalogues

Immernoch um die fundamentale Frage "Wie kam das Wasser auf die Erde?" geht es in meiner Masterarbeit, welche auf meiner Bachelorarbeit aufbaut und sie fundamental verbessert.

Zusammenfassung

Um zu verstehen, wie Wasser auf die Erde gekommen ist, brauchen wir ein besseres Verständnis der Spätphasen der Planetenentstehung. Viele N-Body Simulationen wurden in der Vergangenheit durchgeführt um den Massen- und Wassertransport und den Massenzuwachs, wenn protoplanetare Körper miteinander kollidieren, um die finalen Planeten zu bilden, besser zu beschreiben. Ein grundlegendes Detail, welches erst vor kurzem genauer betrachtet wurde, ist, dass während Kollisionen Masse in den Weltraum verloren geht, was die Masse und den Wasseranteil des fertigen Sonnensystems beeinflusst. Dies wird aber oft vernachlässigt und stattdessen eine perfekte Kollision ohne Massenverlust angenommen. In dieser Arbeit stellen wir zwei alternative Methoden vor, um diesen Massenverlust abzuschätzen ohne die physikalischen Details der Kollision in hoher Auflösung simulieren zu müssen. Hierzu verwenden wir ein existierendes Datenset an Kollisionsergebnissen und implementieren damit die Wasserverlustabschätzungsmethoden zusätzlich zu Perfect Merging und einem zufälligen Massenverlust. Wenn wir das Ergebnis unserer 98 N-Body Simulationen mit existierenden Ergebnissen vergleichen, können wir die meisten Effekte aus komplexeren Simulations-Setups reproduzieren. Wenn Massenverlust berücksichtigt wird, sind die gebildeten Planeten masseärmer und enthalten weniger Wasser. Außerdem berücksichtigt unsere Methoden implizit, dass frühere Kollisionen schwächer sind und zeigen, dass das meiste Wasser in wenigen späten Kollisionen auf Planeten kommt. Zuletzt können wir bestätigen, dass ohne Berücksichtigung von Hit-and-Run Kollisionsszenarien die Dauer der Bildung terrestrischer Planeten nicht zuverlässig bestimmt werden kann.