Planetenentstehung modellieren
Durchschnittlich hat jeder Stern im Universum in etwa einen Planeten, der ihn umrundet. Planetenbildung muss also ein robuster Prozess sein. Doch noch immer verstehen Astrophysiker nicht genau, wie Planeten entstehen. Aktuelle Modelle gehen meist von sehr einfachen Annahmen aus, wie glatte Gasscheiben in denen bereits überall Planetesimale existieren, also die Vorläufer von Planeten. Neuere Ergebnisse zeigen dagegen, dass Substrukturen bereits im Frühstadium der Scheiben existieren und eine entscheidende Rolle in der Planetenentstehung spielen können. Ebenso gibt es episodische Leuchtkraftausbrüche, welche die planetenbildende Scheibe aufheizen und dadurch die Zusammensetzung der Planetenbausteine nachhaltig verändern können. Bisher fehlten jedoch geeignete Techniken, um diese dynamischen, komplexen Systeme am Computer modellieren zu können.
Hier setzt EARLYBIRD, kurz für Early Build-up of Ringed Planet-Forming Disks, von ORIGINS-Astrophysiker Til Birnstiel (LMU) an. Ziel seines Projekts ist es, das planetenbildende Material und seine Zusammensetzung von der anfänglichen Bildung der Scheiben bis hin zur Entstehung von Planetesimalen und schließlich Planeten zu verfolgen und dabei aufzuzeigen, wie diese Prozesse in sich in beobachteten Scheiben und in den Eigenschaften von Exoplaneten wiederspiegeln. Basierend auf wegweisenden Arbeiten über das Wachstum und den Transport von Staubpartikeln wird EARLYBIRD hochinnovative 3D-Modellierungstechniken einsetzen, die um zwei Größenordnungen schneller sind als bisherige Lösungsansätze.
Synthetisches Leben schaffen
In seinem Projekt SynLife will ORIGINS-Biochemiker Job Boekhoven (TUM) synthetisches Leben schaffen. Dabei geht es allerdings nicht um empfindsame Roboter oder andere Technikvisionen. Der Chemiker erforscht sogenannte aktive Tröpfchen. Diese winzigen Tropfen aus unlöslichen Molekülen zeigen lebensähnliches Verhalten: sie entstehen nur bei externer Energiezufuhr und können sich mit ausreichend Energie durch Teilung vermehren.
Die NASA definiert Leben als ein selbsterhaltendes System, das sich durch Evolution weiterentwickelt. Um diese Kriterien zu erfüllen, will Job Boekhoven Moleküle entwickeln, die eine Art Erbgut bilden. Sie sollen Eigenschaften wie die Lebensdauer der Tröpfchen beeinflussen, werden bei einer Teilung eines Tröpfchens weitergegeben und können auf neue Art mutieren und zu neuen Eigenschaften führen. Eine solche künstliche Evolution könnte nicht nur helfen, neue Einblicke in die Entstehung von Leben zu gewinnen, sondern auch eine Evolution im Sinne Darwins als Werkzeug für das Design neuer Materialien nutzbar machen.
Kontakt:
Prof. Dr. Til Birnstiel
Ludwig-Maximilians-Universität München / Exzellenzcluster ORIGINS
E-Mail: til.birnstiel(at)physik.lmu.de
Prof. Dr. Job Boekhoven
Technische Universität München / Exzellenzcluster ORIGINS
E-Mail: job.boekhoven(at)tum.de
