Statistische Physik - Forschung - Planetenphysik

Riesenplaneten im Sonnensystem wie Jupiter und Saturn als auch mehr als 300 (Stand 2008) extrasolare Planeten, welche in der Nähe andere Sterne seit 1995 entdeckt wurden, ziehen großes Interesse in der Astrophysik auf sich. Die Physik von braunen Zwergen als kompakte Objekte von mittlerer Größe zwischen Riesenplaneten und Sternen ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt. In unserer Gruppe werden Modelle für die innere Struktur und die zeitliche Entwicklung für Riesenplaneten und braune Zwerge entwickelt. Zustandsgleichungsdaten der am häufigsten vorkommenden Elemente wie Wasserstoff, Helium und Wasser beeinflussen Strukturmodelle und Evolutionsszenarios. Wir berechnen diese Daten auf der Basis von Ab-Initio Näherungen unter Nutzung der finite Temperturen Dichtefunktionaltheorie (FT-DFT). Wir haben die neuen Zustandsgleichungsdatentabellen LM-REOS und REOS erstellt, welche durch großskalige Quanten-Molekulardynamik Simulationen für Wasserstoff, Helium und Wasser im Bereich der warmen dichte Materie (einige Megabar Druck und Temperaturen von einigen 1000 K) und durch verbesserte chemische Methoden in den komplementären Regionen erzeugt wurden. Wir bestimmen die innere Struktur solcher kompakten Objekte auf Grundlage eines mehr-Schichten Modells. Für Riesenplaneten vergleichen wir mit standardmäßigen drei-Schichten Modellen, welche konstruiert werden können um bekannte astrophysikalische Beobachtungen zu reproduzieren. Neue Jupiter Modelle sagen einen wichtigen Mischungseffekt von Helium in Wasserstoff voraus, der Aussagen bezüglich Kompressibilität und Unmischbarkeit beinflußt.