Illuminating Protoplanetary Disk sub-Structures and their Indirect Effects on Exoplanets
Notice bibliographique
Résumé
Of all the areas of astrophysics, the scales involved in forming planets span the most orders of magnitude. One of the biggest outstanding questions in astrophysics is how planet formation proceeds. Everything from sub-micron sized dust grains that are responsible for passively heating a protoplanetary disk, to centimeter sized pebbles which accrete to form planets, or gaps and rings in protoplanetary disks that are tens of AU in diameter, can effect the planets that eventually form. In this thesis, I will describe several contributions to this enormous field which all attempt to understand the substructures in protoplanerary disks and how they affect planet formation. I begin by focusing on a particular variety of exoplanet called super-Earths or sub-Neptunes. I investigate the relationships between planet properties and their host star (as a proxy for the conditions in the protoplanerary disk) and compare the observed trends with those implied or predicted by various theories of planet formation. Then I re-focus onto the protoplanetary disk by performing a linear perturbation of the secular gravitational instability with drifting dust. Previous analytical derivations of growth rates do not include the radial drift of dust, which is a guarantee in protoplanetary disks. I show that not only does the instability persist, but also the radial dust drift excites larger scale perturbations than disks with non-drifting dust. Lastly, I perform 2D hydrodynamic simulations of irradiated protoplanetary disks. My simulations capture the growth of the irradiation instability and the inward propagating thermal waves that are predicted by linear theory. Interestingly, I find that the thermal waves stall and the disk reaches a steady state. Such a steady state produces sub-structure in scattered light and thermal continuum emission on scales that are, unfortunately, below current detection thresholds. Together, these works expand our knowledge and understanding of protoplanetary disk substructures and their implied affects on the resulting planetary systems. They also introduce a novel steady state of protoplanetary disks which has far reaching consequences. Protoplanetary disks set the stage for planet formation and the work presented in this thesis paves the way for further investigation of irradiated protoplanetary disks and the implied imprints left on the exoplanets that eventually form.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».