Meet Jess Speedie!
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Jess’s research is focused on detecting the youngest exoplanets — so young, they are still being born. This is a challenging task, as the planet formation process occurs deep within dense disks of gas and dust surrounding the host star, and so the youngest planets are hidden from direct view. Instead, their presence can be revealed by carefully analyzing the structure of the disk itself, for telltale signs of gravitational disturbances caused by the forming planet. Much like the wake of a boat as it moves through water, a young planet leaves a wake in the disk as it orbits around its star.
In her most recent paper, published in The Astrophysical Journal in March 2022, Jess tested the capability of the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) to detect the faint wakes created by young planets in observations of continuum thermal emission. This was an international collaboration with Dr. Richard Booth at Imperial College London and involved many days of computing time on Compute Canada’s GPU clusters. The highlighted figure is an excerpt from that work.
Jess is a Ph.D. student at the University of Victoria in the Planet Formation Group advised by Dr. Ruobing Dong. Prior to studying at the University of Victoria, Jess completed her B.Sc. degree at McMaster University in the interdisciplinary research-based Integrated Science Program, and pursued research projects in exoplanet spectroscopy and orbital dynamics at the Institute for Research on Exoplanets in Montréal and Canadian Institute for Theoretical Astrophysics in Toronto.
Simulated ALMA continuum observations of planet-driven spiral wakes. In this figure, we test what angular resolution is needed in order to detect the wakes with high signal-to-noise levels. Shown from left to right are the results using three different angular resolutions, low to high, achieved by changing the configuration of the dishes in the ALMA telescope array. The schematic on the right explains the lesson learned: a higher signal-to-noise ratio is achieved with a lower angular resolution, for a given noise level. (Figure 8, Speedie et al. 2022). Dans cette figure, nous testons la résolution angulaire nécessaire pour détecter les sillages avec un rapport signal sur bruit élevé. De gauche à droite, on montre les résultats basés sur trois résolutions angulaires, de faible à élevée, obtenus en modifiant la configuration des paraboles du réseau du télescope ALMA. Le schéma de droite démontre que plus la résolution angulaire est faible et plus le rapport signal sur bruit est élevé; ceci pour un niveau de bruit donné. (Figure 8, Speedie et al. 2022).
La recherche de Jess se concentre sur la détection des exoplanètes les plus jeunes – si jeunes qu’elles sont encore en train de naître. C’est un projet très difficile, car les jeunes planètes sont formées au cœur (enterrées dans) des disques denses de gaz et de poussière entourant l’étoile mère; pas directement visible. Cependant, leur présence peut être révélée en analysant soigneusement la structure du disque, en cherchant des signes révélateurs de perturbations gravitationnelles causées par la planète pendant sa formation. Tout comme le sillage d’un bateau lorsqu’il se déplace dans l’eau, une jeune planète laisse un sillage dans le disque lorsqu’elle orbite autour de son étoile.
Dans un article qu’elle a publié en mars 2022 dans The Astrophysical Journal, Jess a testé la capacité de l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) à détecter, à l’aide d’observations d’émission thermique continue, les signatures des faibles sillages créés par les jeunes planètes. Il s’agissait d’une collaboration internationale avec le Dr Richard Booth de l’Imperial College de Londres nécessitant plusieurs jours de temps de calcul sur les Grappes GPU de Calcul Canada. La figure jointe est un extrait de cet ouvrage.
Jess est étudiante en doctorat à l’Université de Victoria dans le groupe de Formation des Planètes supervisée par le Dr Ruobing Dong. Avant cela, Jess a obtenu son diplôme B.Sc. de l’Université McMaster dans le cadre du programme de recherche scientifique interdisciplinaire et interinstitutionnelle. Cela lui a permis d’étudier la spectroscopie et la dynamique orbitale des exoplanètes à l’Institut de recherche sur les exoplanètes à Montréal et à l’Institut Canadien d’Astrophysique Théorique à Toronto. Les simulations du continuum ALMA de sillages en spirale induits par des planètes.
