התפתחות פלנטות ענק

בשנים האחרונות מתגלות מאות פלנטות (כוכבי לכת) מחוץ למערכת השמש שלנו. בנוסף, משימות חלל מוסיפות מידע חדש לגבי פלנטות וירחים בתוך מערכת השמש.  מהנתונים החדשים עולה כי הגלקסיה שלנו מכילה מגוון גדול של פלנטות מיוחדות, אשר המודלים הקלאסיים להתפתחות פלנטות אינם מסוגלים להסביר.

במסגרת עבודת הדוקטורט שלי אנו מחשבים מודלים להתפתחות פלנטות ענק, ובוחנים את השפעתם של גורמים פיסיקליים שונים ושל הסביבה, על אופן ההתפתחות של הפלנטה ועל הפרמטרים הנצפים כיום (רדיוס, מסה, וכו'). מתוך כך, נרצה להסיק על המבנה הפנימי ותהליך ההיווצרות של פלנטות מסוגים שונים.

בעזרת קוד התפתחות הכוכבים שפותח במחלקה, ניתן לדמות את שני המנגנונים העיקריים המקובלים כיום ליצירת פלנטות ("ספיחת ליבה" ו"אי יציבות בדיסק") ולכן ללמוד על התנאים הנדרשים בסביבת ההיווצרות. מתוך מודלים אלו  נגזור אילוצים עבור כל אחד מהמודלים המקובלים כיום ליצירת פלנטות.

במסגרת העבודה חישבנו את השפעות סביבת הגידול על הפלנטה בתחילת התפתחותה, כגון קרינה מכוכב, ספיחת מסה מהסביבה וכו'. מצאנו מרחקי סף מהשמש כתנאי להיווצרות הפלנטה, עבור מסות התחלתיות שונות.

בעבודה שנעשתה בשנה האחרונה חישבנו מסלולי התפתחות של פלנטות ממשפחת צדק ומשפחת נפטון (משפחות משיקולי מסה וצפיפות) המכילות התפלגות חומרים שונה וכמויות שונות של חומרים כבדים (סלעים, קרח וכו'). בעבודתנו זו חישבנו (לראשונה) את השפעת החומרים הכבדים השונים על מעבר הקרינה בתוך הפלנטה, וכתוצאה מכך על קצב הקירור וההתפתחות בזמן. תוצאה זו מערערת את ההתייחסות הקלאסית למסה-רדיוס כמנבאים של המודל הפנימי של הפלנטות המתגלות.

כעת, אנו חוקרים את האפשרות של ניוד חומרים כבדים בתוך הפלנטה במהלך ההתפתחות. אנו ממדלים (לראשונה בתחום) ערבוב חומרים כתוצאה מתהליכים פיסיקליים שונים, ולומדים את ההשפעה של ערבוב החומר על התפתחות הפלנטה והפרמטרים הנצפים שלה. כמו כן נרצה לראות האם ניתן להסיק על דרך היווצרות הפלנטה מהבנת המבנה הפנימי, או שהמבנה הפנימי יכול להשתנות לחלוטין במהלך האבולוציה ולכן לא בהכרח מבטא את מכניזם ההיווצרות.