La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Disques protoplanétaires contenant des planètes Simulation globale par couplage de grilles 1D et 2D Aurélien CRIDA directeur : A. MORBIDELLI.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Disques protoplanétaires contenant des planètes Simulation globale par couplage de grilles 1D et 2D Aurélien CRIDA directeur : A. MORBIDELLI."— Transcription de la présentation:

1 Disques protoplanétaires contenant des planètes Simulation globale par couplage de grilles 1D et 2D Aurélien CRIDA directeur : A. MORBIDELLI

2 I Contexte astrophysique : a/ Rappels sur la formation planétaire b/ Interactions planète-disque c/ Migration planétaire de type II II Simulations numériques : a/ La situation actuelle b/ La solution proposée : couplage 1D-2D c/ Résultats Plan de la présentation : Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 2/14

3 Formation dun système planétaire Un nuage moléculaire s'effondre … Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 3/14

4 …il apparaît une proto-étoile entourée d'un disque dans lequel se forment des planètes … Formation dun système planétaire Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 3.1/14

5 … puis le gaz disparaît. Formation dun système planétaire Conclusion : Planètes et disque de gaz ont interagi. Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 3.2/14

6 Interactions planète-disque : Simulations réalisées par Frédéric Masset (C.E.A) avec son code FARGO (Masset, 2000, A&A) I ) b/ Formation d'un sillage par perturbation gravitationnelle Migration de type I par échange de moment cinétique Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 4/14

7 La planète repousse le gaz. La viscosité et la pression tendent à étaler le gaz dans les régions vides. Si la planète est assez massive, elle ouvre un sillon ou gap ! Encore une simulation de Frédéric Masset. Ref: Crida, Morbidelli, Masset, soumis à ICARUS en Interactions planète-disque : Formation d'un sillon Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 5/14

8 Effet du sillon sur la migration : Changement de régime : la planète nest plus incluse dans le gaz. Cest la Migration de type II. (Toujours Frédéric Masset.) Migration de type II : Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 6/14

9 Coincée au milieu du sillon, la planète doit suivre le disque au cours de son évolution (accrétion sur l'étoile et étalement). Cette évolution est donc un point clef ! disque externe disque interne étoile Migration de type II : Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 7/14

10 Migration planétaire : BILAN I ) c/ La migration planétaire est un phénomène majeur dans la formation des systèmes planétaires. Elle explique la présence de Jupiter chauds dans les systèmes extrasolaires. L'évolution globale du disque de gaz doit être prise en compte pour des simulations réalistes. Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida 8/14

11 Simulations Numériques Julien François Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida

12 Le disque ne peut pas évoluer naturellement ! Simulation en 2D d'un anneau sur une grille polaire. Pour toute cellule, on définit Σ, v r, v θ. P=c s 2 Σ ; c s =HΩ ; H=αr. Un pas de temps = - Navier-Stokes - Transport advectif - Mouvement planètes Simulations Numériques Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida Conditions au bord : Ouvertes : onde réfléchie. Non-reflecting (FARGO): modifs sur les 2 derniers anneaux de v r et Σ (cste). 10/14

13 Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida Idée de couplage : Grille 2D entourée d'une grille 1D aux bords ouverts, étendue du bord de l'étoile à aussi loin qu'on veut. fantômes Grille 1D Grille 2D Interface entre les grilles : Informations (,, ) transmises via des anneaux fantômes. Ainsi les calculs dans une grille tiennent compte de ce qui se passe dans l'autre. 11/14

14 Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida Interface entre les grilles : FLUX : Masse : Σv r rdθ = 2 r. Moment cinétique : Σrv θ v r rdθ 2 r². Celui porté par l'onde est perdu. ATTENTION : Se placer dans le repère inertiel centré sur le centre de gravité du système. SOLUTION : 1) Grille 2D assez grande pour onde faible au bord. 2) Transmission à la grille 1D de F H ' = rΣv θ 'v r ' rdθ à l'étape "transport advectif du moment cinétique". 12/14

15 Résultats : Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida L'onde n'est pas réfléchie. La densité au bord de la grille 2D varie et le disque interne se vide ! 13/14

16 CONCLUSION : Simulation à la fois de : l'évolution globale du disque et les interactions locales planète-disque. Hausse de temps de calcul négligeable (grille 1D). Il s'agit donc d'un nouvel outil très utile pour l'étude de la formation des systèmes planétaires et pour répondre à la question principale de ma thèse : Pourquoi notre Jupiter n'a-t-il pas migré jusqu'au Soleil ? Journée des Étudiants, 30/9/05 - A. Crida


Télécharger ppt "Disques protoplanétaires contenant des planètes Simulation globale par couplage de grilles 1D et 2D Aurélien CRIDA directeur : A. MORBIDELLI."

Présentations similaires


Annonces Google