Projekt P8: Optische Eigenschaften und Photostabilität von Eis-Silikat-Kohlenstoff-Mischungen in stellaren UV-Feldern (IFK/Jena)

• PD Dr. habil. Cornelia Jäger (Leiterin)
• Dr. Alexey Potapov (Postdoc)

Zusammenfassung

Außerhalb der Sublimationsgrenze ist der vorherrschende Erosionsprozess das Photosputtern. UV Photonen sind in der Lage, Bindungen in Wasser- und anderen Molekülen zu zerstören. Dadurch werden Wassermoleküle und andere Fragmente von der Stauboberfläche desorbiert. Weiche Röntgenstrahlung kann von diesen Eispartikeln ebenso absorbiert werden und Ionisierung und Bindungsspaltung verursachen. Im vorliegenden Projekt werden wir die Erosion und Beständigkeit von heterogenen Staubpartikeln, die aus Mischungen von Wassereis, Molekülen und refraktären Staubkomponenten bestehen, gegenüber UV- und Röntgenstrahlung auf dem Bestrahlungsniveau von Debris-Scheiben, untersuchen. H₂O, Moleküle und relevante Staubpartikel werden simultan auf 6 bis 150 K kalten Substraten abgeschieden. Die Eisanaloga werden UV- und Röntgenstrahlung ausgesetzt. Eine Wasserstoff-Entladungslampe, die Photonen mit einer Energie von ca. 10 eV liefert, wird zur Untersuchung des Photosputterns von Eispartikeln im UV-Bereich genutzt. Röntgenstrahlen mit Flüssen von 3⨉10⁸ Photonen/s/cm² werden von verschiedenen X-Ray Beamlines an Synchrotron-Speicherringen erzielt. In-situ UV/VIS und IR Spektroskopie in Kombination mit Massenspektrometrie der desorbierten Spezies wird zur Untersuchung der photoinduzierten Veränderung von schmutzigem Wassereis verwendet. Die Daten zur Beständigkeit von schmutzigen Eiskörnern gegenüber UV- und Röntgenstrahlung und die daraus folgenden Änderungen der spektralen Eigenschaften und Morphologien werden innerhalb der Forschungsgruppe zur Entwicklung realistischerer Scheibenmodelle in den Projekten P1–P4 genutzt.