FORTUNA - Het lot van planeten die rond oude sterren draaien.

Meer dan 4700 exoplaneten werden reeds ontdekt, waarvan meer dan 90% rond hoofdreekssterren draaien. Bijna al deze sterren zullen aan het einde van hun leven doorheen de Asymptotische Reuzentak (AGB)-fase evolueren, waarbij de ster uitzet, zeer helder wordt en een krachtige stellaire wind ontwikkelt. De vraag rijst dan of en hoe planeten sterevolutie overleven? Het detecteren van planeten die om AGB-sterren draaien, bleef lange tijd buiten bereik totdat we in 2016 het eerste observationele bewijs publiceerden. Dankzij een grote internationale campagne waarvan ik hoofdonderzoeker ben, hebben we onlangs verschillende planeten gedetecteerd die interageren met de wind van AGB-sterren (Decin et al. 2020, Science). Maar er is geen theoretisch kader dat kan verklaren en voorspellen hoe een planeet tegelijkertijd (1) haar baan verandert als gevolg van stellair massaverlies, evenwichts- en dynamische getijden, gravitationele en wrijvingsweerstand en (2) haar atmosfeer verandert als gevolg van accretie van stellaire ejecta, verdamping door stellaire straling, stellaire wind ramdruk, enz. als de AGB-moederster evolueert. Dit gebied van multi-dimensionele multi-fysica modellering is in feit terra incognita. FORTUNA streeft ernaar de fundamentele vraag over de verre toekomst van het zonnestelsel en andere planetenstelsels aan te pakken. Hierbij zal ik (1) concepten van exoplaneet-klimaatmodellen en van AGB-sterren die interageren met een begeleider samenvoegen om (2) het veld van de planetaire astrofysica voor oude sterren te herschrijven. FORTUNA zal de eerste 3D-modellen construeren voor planeten die rond oude sterren draaien, die alle sleutelprocessen samen aanpakken en die zullen leiden tot een revolutionaire nieuwe kwantitatieve metriek voor het voorspellen van hun lot. In tegenstelling tot conventionele benaderingen van stralingstransfer zal FORTUNA moderne rekentechnieken aanvullen met de wiskundige kracht van innovatieve probabilistische numerieke methoden, met een ongeëvenaarde versnelling van de modelleringstijd tot x105. Alle numerieke codes zullen open-source zijn om de basis te leggen voor alle onderzoeksthema's in de moderne astrofysica die op numerieke modellering berusten.