Meet Taylor Kutra!
le français suit:
Taylor is a PhD Candidate in the Department of Astronomy and Astrophysics at the University of Toronto. Her research focuses on how the protoplanetary disk can affect the planets that eventually form. Taylor hails from the west coast of Canada and did her Bachelors degree at Quest University. After her defence this summer, she will be continuing this work as a Postdoctoral Fellow at Lowell Observatory.
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 dust grains that are responsible for passively heating a protoplanetary disk, to centimetre sized pebbles which accrete to form planets, and gaps and rings in protoplanetary disks that are tens of AU in diameter, can effect the planets that eventually form.
Her doctoral thesis focuses on a particular aspect of this process, namely simulating a starlight-driven instability in protoplanetary disks. For most of a protoplanetary disk, stellar illumination is the dominant heat source which provides pressure support. Pressure shapes the disk’s vertical structure, which in turn determines the amount of heating the disk receives from the star. However, most disk models do not treat this process self-consistently. Recent works have attempted to bridge this gap using simplified models. These suggest that temperature fluctuations in the disk may grow into order-unity thermal waves that significantly impact its evolution. Taylor’s hydrodynamical simulations capture, simultaneously, the stellar illumination and the disk’s hydrodynamical responses.
Evolution of the irradiation instability for protoplanetary disks. Initially, the disk is in thermal disequilibrium between cooling from the midplane and heating from stellar irradiation due to a shadow cast by the inner disk edge (bottom row). This perturbation causes a cascade of thermal peaks (middle row) and overdense rings (top row) as well as a corrugated optical surface (overplotted white line). These features are long lived in a hydrodynamic disk. L’évolution des instabilités d’irradiation dans les disques protoplanetaires. Initialement, le disque est en état de déséquilibre thérmique entre le refroidissement de midplane et le rechauffement par irradiation stellaire (en bas). Cette perturbation precipite une cascade des sursauts thérmiques (milieu) et des anneaux sur-denses (haut) et une surface opticale corrugée (ligne blanche). Ces caractéristiques survivent longtemps dans la disque
Taylor est candidate au doctorat au département d’astronomie et d’astrophysique de l’université de Toronto. Ses recherches portent sur la manière dont le disque protoplanétaire peut affecter les planètes qui finissent par se former. Taylor est originaire de la côte ouest du Canada et a obtenu sa licence à l’Université Quest. Après sa soutenance cet été, elle poursuivra ses travaux en tant que boursière postdoctorale à l’Observatoire Lowell.
De tous les domaines de l’astrophysique, ce sont les échelles impliquées dans la formation des planètes qui couvrent le plus grand nombre d’ordres de grandeur. L’une des plus grandes questions en suspens en astrophysique est de savoir comment se déroule la formation des planètes. Tout, depuis les grains de poussière submicroniques responsables du chauffage passif d’un disque protoplanétaire jusqu’aux cailloux centimétriques qui s’agglomèrent pour former des planètes, en passant par les lacunes et les anneaux de dizaines d’UA de diamètre dans les disques protoplanétaires, peut influer sur les planètes qui finissent par se former.
Sa thèse de doctorat porte sur un aspect particulier de ce processus, à savoir la simulation d’une instabilité induite par la lumière des étoiles dans les disques protoplanétaires. Dans la majeure partie d’un disque protoplanétaire, l’illumination stellaire est la source de chaleur dominante qui assure la pression. La pression façonne la structure verticale du disque, qui à son tour détermine la quantité de chaleur que le disque reçoit de l’étoile. Cependant, la plupart des modèles de disque ne traitent pas ce processus de manière cohérente. Des travaux récents ont tenté de combler cette lacune en utilisant des modèles simplifiés. Ils suggèrent que les fluctuations de température dans le disque peuvent se transformer en ondes thermiques d’ordre unitaire qui ont un impact significatif sur son évolution. Les simulations hydrodynamiques de Taylor capturent simultanément l’illumination stellaire et les réponses hydrodynamiques du disque.