Experimentelle Planetologie

Die Gruppe ist führend in der Entwicklung neuer experimenteller, spektroskopischer und numerischer Methoden, welche mit aktuellen Beobachtungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gesteinsplaneten, sowohl innerhalb unseres Sonnensystems als auch ausserhalb, kombiniert werden. In Experimenten versuchen Paolo und sein Team jene Hochtemperatur-Bedingungen zu simulieren, die aller Wahrscheinlichkeit nach bei der Entstehung unseres Planeten sowie der Gesteinsplaneten im Allgemeinen vorherrschten.

Um diese Temperaturen zu erreichen, werden im Labor Miniaturplaneten und ihre Atmosphären simuliert. Die Gruppe verwendet hochmoderne Geräte, von Massenspektrometern zur in situ Bestimmung von Gasen, die beim Erhitzen von Gestein aus der Schmelze entweichen, bis hin zur Spektroskopie, mit der die Schwingungseigenschaften von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen, die für die Entstehung von Planeten massgeblich sind, im sichtbaren und infraroten Bereich untersucht werden. Die resultierenden Daten werden verwendet, um astrophysikalische Beobachtungen von Planetenatmosphären und -oberflächen, die mittels Teleskop gemacht wurden, zu kalibrieren und auf ihre Richtigkeit hin zu überprüfen. Dies geschieht, indem grundlegende physikalische und thermodynamische Eigenschaften aus den Messungen gewonnen und in numerische Modelle einbezogen werden, sodass quantitative Beschreibungen der Zusammensetzung, Struktur und Dynamik planetarer Körper erhalten werden.

Da sowohl Experimente als auch Beobachtungen immer präziser und zahlreicher werden, werden statistische Modelle der Planetenentstehung und -entwicklung benötigt, um diese Daten in einen allgemeineren Kontext zu stellen – dies ist ein Hauptziel der Gruppe. Das Verständnis des Lebenszyklus eines Planeten im weitesten Sinne ermöglicht Vorhersagen über sein Auftreten, seine Verbreitung und, in Zukunft, auch über die Wahrscheinlichkeit des Entstehens von Leben auf anderen Planeten.