Bezüglich der Zusammensetzung, Struktur und Vielfalt von Kometenstaubteilchen gibt es noch viele offene Fragen. Unser Ziel ist es, die Wechselwirkung von Kometenstaub mit elektromagnetischer Strahlung besser zu verstehen, und aus gemessener Strahlung auf die Staubeigenschaften rückzuschließen. Wir empfangen elektromagnetische Strahlung von Kometenstaub entweder als gestreutes Sonnenlicht im sichtbaren Wellenlängenbereich oder als thermische Strahlung typischerweise im infraroten Spektralbereich. Daher analysieren wir die Eigenschaften des gestreuen Lichts, insbesondere dessen Polarisationsgrad, und die themische Strahlung und ihre Abhängigkeit von der Wellenlänge und Beobachtungsrichtung (Phasenwinkel).
Messungen und Modelle der Wechselwirkung von Staub des Rosetta-Zielkometen 67P-Churyumov-Gerasimenko mit elektromagnetischer Strahlung:
Um Messungen des gestreuen Lichts und der thermischen Emission durch kosmische Staubteilchen und mit ihnen (in Form von Regolith) bedeckte planetare Oberflächen zu interpretieren und zu verbinden, entwickeln wir neuartige Rechenmethoden. Diese beschreiben selbstkonsistent die Streuung, Absorption und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in dichten, diskreten, zufällig strukturierten Medien und lösen die entsprechenden Gleichungen für Wellenlängen vom ultravioletten bis zum infraroten Spektralbereich. Außerdem entwickeln wir thermophysikalische Modelle, die den radiativen und konduktiven Wärmetransport gemeinsam mit dem Gastransport und den Phasenübergängen beschreiben. Diese Modelle ermöglichen uns zu untersuchen, wie sich Temperatur und Eisgehalt von Kometenstaubteilchen entwickeln, nachdem sie die Oberfläche verlassen haben. Auch die Prozesse, die die Staubemission verursachen, können so untersucht werden.
