Der Einfluss poröser Staubkörner auf das Erscheinungsbild zirkumstellarer Scheiben : Beobachtungen und Scheibenmodellierungen

Zirkumstellare Scheiben sind Ansammlungen von Gas und Staub um einen Stern. Sie stellen den Entstehungsort von Planetesimalen und Planeten dar, weshalb die Untersuchung ihres Aufbaus und ihrer Zusammensetzung eine große Bedeutung besitzt. Der in der Scheibe eingebettete Staub bestimmt die Kontinuumsstrahlung der Scheibe, weshalb eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung und Form der Staubkörner wichtig ist. In der vorliegenden Arbeit werden dazu die Eigenschaften poröser Staubkörner sowie die Auswirkungen auf das Erscheinungsbild zirkumstellarer Scheiben untersucht. Darüber hinaus werden Beobachtungen und Modellierungen zirkumstellarer Scheiben präsentiert, welche es ermöglichen, Scheiben- und Staubkorneigenschaften einzuschränken. Die Berechnung der optischen Eigenschaften wie die Absorptions- und Streufähigkeit der porösen Staubteilchen erfolgt mit der Methode der Diskreten Dipol-Approximation. Es werden Strahlungstransportsimulationen für eine parametrisierte Dichteverteilung einer protoplanetaren Scheibe durchgeführt, wobei die abgeleiteten optischen Eigenschaften poröser Staubkörner verwendet werden. Dabei werden die räumliche Temperaturverteilung der Scheibe, die spektrale Energieverteilung, Streukarten und Karten der polarisierten Streustrahlung berechnet. Die Ergebnisse unter Verwendung von porösen Staubkörnern werden mit entsprechenden Ergebnissen verglichen, welche mit kompakten, sphärischen Teilchen erzielt werden. Es zeigt sich, dass Kornporosität einen starken Einfluss auf die simulierten Größen besitzt. Weiterhin wird mit dem Wechsel der Polarisationsrichtung in einzelnen Scheibenbereichen ein Effekt festgestellt, welcher diagnos-tisches Potential zum Nachweis verschiedener Staubeigenschaften wie etwa der Porosität besitzt. Des Weiteren werden Studien zu zwei realen zirkumstellaren Scheiben durchgeführt. Dazu wird eine Beobachtung der protoplanetaren Scheibe von FS Tau B mit dem Instrument NACO am Very Large Telescope vorgestellt. In Kombination mit einer räumlich aufgelösten Beobachtung im nahen Infrarot sowie der spektralen Energieverteilung erfolgt mit Hilfe von Strahlungstransportsimulationen eine detaillierte Modellierung der Staubverteilung sowie der Staubeigenschaften der Scheibe von FS Tau B. Das ermittelte Modell kann die wesentlichen Beobachtungsdaten reproduzieren. Weiterhin wird Staubkornwachstum in der Scheibe nachgewiesen. Die zweite Studie untersucht die Scheibe HIP 22263, bei der es sich um eine im Entwicklungsstadium bereits fortgeschrittene, sogenannte Debris-Scheibe handelt. Unter Verwendung von räumlich aufgelösten Beobachtungen im fernen Infrarot sowie der spektralen Energieverteilung wird eine Scheibenmodellierung durchgeführt, die einen relativ schmalen Ring ergibt. Beide Studien geben Einblicke in die räumliche Dichteverteilung und die Staubkorneigenschaften in den Scheiben und leisten damit einen Beitrag zum Verständnis der Scheibenentwicklung und damit der Entstehung von Planeten.