Formation and early evolution of gas giants: The accretion shock and its consequences

气态巨行星的形成和早期演化:吸积激波及其后果

基本信息

项目摘要

Recent observational efforts have started to reveal a population of young and bright gas giants at large distances from their stars through the technique of direct imaging. Because of their youth, the brightness of these objects still reflects the conditions of their formation and the physical processes that shape them. Even more recently, a few systems have been discovered in which we are witnessing the ongoing formation of gas giants, as revealed by accretion signatures. The issue with these exciting detections, however, is that models are necessary to infer masses from the luminosities but that these models are currently unconstrained at early times.What is thought to be the single most important element setting a planet's luminosity is the radiative accretion shock at the surface of the planet. The extreme outcomes lead to hot and cold starts, respectively, in which the planet begins its post-formation cooling with a high or low luminosity. These differences in luminosity are colossal and, critically, have been hampering a reliable determination of the masses.Therefore, we propose to conduct the first realistic study of the planet accretion shock by performing two-dimensional radiation-hydrodynamical simulations with detailed microphysics. We will focus on the accretion region at the surface of the planet to determine the post-shock conditions as well as the efficiency of the shock, i.e., the fraction of the incoming kinetic energy which is lost as radiation. In view of the magnetospheric-accretion picture, we will also include the effects of a magnetic field. These results will enable us to predict the luminosity of gas giants after their formation and as well as to provide input to simulations of the observational appearance of (embedded) accreting planets and their thermo-chemical feedback on the disk.This research is designed as a series of smaller tasks which extend and combine existing tools. In view of near-future direct detections, this makes the proposed research a low-risk, high-impact project.
最近的观测工作已经开始通过直接成像技术揭示在离恒星很远的地方有一群年轻明亮的气体巨星。由于它们的年轻,这些天体的亮度仍然反映了它们形成的条件和塑造它们的物理过程。甚至在最近,我们发现了一些系统,在这些系统中,我们正在见证气体巨星的形成,正如吸积特征所揭示的那样。然而,这些令人兴奋的探测的问题是,从光度推断质量需要模型,但这些模型目前在早期是不受约束的。人们认为,决定行星亮度的最重要因素是行星表面的辐射吸积激波。极端的结果分别导致热启动和冷启动,即行星在形成后以高或低亮度开始冷却。光度上的这些差异是巨大的,而且严重地妨碍了对质量的可靠测定。因此,我们建议通过详细的微物理进行二维辐射-流体动力学模拟,对行星吸积冲击进行第一次现实的研究。我们将把重点放在行星表面的吸积区域,以确定冲击后的条件以及冲击的效率,即入射动能中作为辐射损失的部分。考虑到磁层吸积图,我们还将包括磁场的影响。这些结果将使我们能够预测气态巨行星形成后的光度,并为模拟(嵌入的)吸积行星的观测外观及其在盘上的热化学反馈提供输入。这项研究被设计成一系列扩展和组合现有工具的小任务。鉴于近期的直接探测,这使得拟议的研究成为一个低风险、高影响的项目。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Rolf Kuiper其他文献

Professor Dr. Rolf Kuiper的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Rolf Kuiper', 18)}}的其他基金

The Formation of Planetary Proto-Atmospheres
行星原始大气层的形成
  • 批准号:
    347185604
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
AFFIRM MASS - Accretion Flows and Feedback In Realistic Models of MASsive Star formation
确认质量 - 大质量恒星形成的现实模型中的吸积流和反馈
  • 批准号:
    259131583
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Independent Junior Research Groups
BLOBS: Birth and Life of OB Stars
BLOBS:OB 明星的诞生和生活
  • 批准号:
    445783058
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Heisenberg Grants
Formation and early evolution of gas giants: Shocks and planetary spins
气态巨行星的形成和早期演化:冲击和行星自转
  • 批准号:
    446168540
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes

相似国自然基金

Crocin 抑制 Hartley 豚鼠早期骨关节炎发生的 作用机制研究
  • 批准号:
    TGD24H060003
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
RIPK3蛋白及其RHIM结构域在脓毒症早期炎症反应和脏器损伤中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82372167
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
均相液相生物芯片检测系统的构建及其在癌症早期诊断上的应用
  • 批准号:
    82372089
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
环境抗雄激素干预AR/TGFB1I1致尿道下裂血管内皮细胞发育异常的机制及其“预警信号”在早期诊断中的价值
  • 批准号:
    82371605
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    46.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
增强子在小鼠早期胚胎细胞命运决定中的功能和调控机制研究
  • 批准号:
    82371668
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
BNIP-2调控E-cadherin细胞内分选运输的机制研究
  • 批准号:
    32100540
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
玉米Edk1(Early delayed kernel 1)基因的克隆及其在胚乳早期发育中的功能研究
  • 批准号:
    31871625
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
膀胱癌高表达基因UPK3A的筛选、鉴定和相关研究
  • 批准号:
    81101922
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
精神创伤相关的抑郁症HPA轴功能与相关脑区磁共振特征研究
  • 批准号:
    81171286
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
早年心理应激对大鼠抑郁样行为及突触可塑性的影响
  • 批准号:
    81171284
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Understanding the early evolution of steatocystoma cyst formation
了解脂肪囊瘤囊肿形成的早期演变
  • 批准号:
    MR/Z50399X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
Unravelling the formation of unique modern stromatolites by taxonomic and functional analysis: implications for the early evolution of life
通过分类学和功能分析揭示独特的现代叠层石的形成:对生命早期进化的影响
  • 批准号:
    EP/X024873/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
Star formation and early stellar evolution in the era of Gaia
盖亚时代的恒星形成和早期恒星演化
  • 批准号:
    2646799
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Testing models of metamorphic sole formation and early subduction evolution in the Easton Metamorphic Suite, Northwest Cascades, Washington
测试华盛顿州西北喀斯喀特伊斯顿变质层组中的变质底形成和早期俯冲演化模型
  • 批准号:
    1948584
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
The formation and evolution of Mars: Composition and early surface environment
火星的形成和演化:成分和早期表面环境
  • 批准号:
    19J13927
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Formation and evolution of a reduced-type proto-atmosphere on early Earth
早期地球还原型原始大气的形成和演化
  • 批准号:
    18K03719
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Formation and evolution of massive galaxies in the early Universe
早期宇宙中大质量星系的形成和演化
  • 批准号:
    15K17617
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
High resolution electron microscopy (UltraSTEM) of the most primitive organic materials in chondrite parent bodies and comets - Formation and evolution of the organic inventory of early Earth.
球粒陨石母体和彗星中最原始有机材料的高分辨率电子显微镜 (UltraSTEM) - 早期地球有机库存的形成和演化。
  • 批准号:
    276966992
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Investigation of ungrouped Carbonaceous Chondrites: Implications for parent body formation and evolution of the early solar system.
未分组的碳质球粒陨石的研究:对早期太阳系母体形成和演化的影响。
  • 批准号:
    420450-2012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Investigation of ungrouped Carbonaceous Chondrites: Implications for parent body formation and evolution of the early solar system.
未分组的碳质球粒陨石的研究:对早期太阳系母体形成和演化的影响。
  • 批准号:
    420450-2012
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了