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A Multi-Wavelength Perspective of Volatiles Across Protoplanetary Disk Regions : Perspectiva Multibanda de Volatiles a lo Largo de Regiones de Discos Protoplanetarios
A Multi-Wavelength Perspective of Volatiles Across Protoplanetary Disk Regions : Perspectiva Multibanda de Volatiles a lo Largo de Regiones de Discos Protoplanetarios
상세정보
- 자료유형
- 학위논문 서양
- 최종처리일시
- 20260202103822
- ISBN
- 9798280717411
- DDC
- 520
- 서명/저자
- A Multi-Wavelength Perspective of Volatiles Across Protoplanetary Disk Regions : Perspectiva Multibanda de Volatiles a lo Largo de Regiones de Discos Protoplanetarios
- 발행사항
- [Sl] : Harvard University, 2025
- 발행사항
- Ann Arbor : ProQuest Dissertations & Theses, 2025
- 형태사항
- 296 p
- 주기사항
- Source: Dissertations Abstracts International, Volume: 86-12, Section: B.
- 주기사항
- Advisor: Oberg, Karin.
- 학위논문주기
- Thesis (Ph.D.)--Harvard University, 2025.
- 초록/해제
- 요약This thesis investigates the spatial distribution, excitation, and chemical evolution of volatiles in protoplanetary disks through a combination of submillimeter interferometry and mid-infrared spectroscopy. Leveraging high-resolution ALMA observations and recent JWST-MIRI data, we characterize how the molecular composition varies across disk regions and with disk properties. The work aims to constrain both physical conditions and chemical processes relevant to planet formation, with particular focus on deuterium fractionation, snowline physics and chemistry, and the role of pebble drift in enriching inner disk gas.In Chapter 2 we carry out multi-line ALMA observations of deuterated organics in TW Hya, demonstrating that in-situ deuterium fractionation occurs near the CO snow-surface, consistent with H2D+-driven chemistry. In Chapter 3, we perform JWST-MIRI spectroscopy of the AS 209 disk, revealing rich water and organic emission, with notable temporal variability relative to archival Spitzer data. In Chapter 4, we develop a retrieval framework for inferring radial water vapor distributions from unresolved JWST spectra, finding that the observable cold water masses anti-correlate with disk size, likely due to efficient icy pebble drift. In Chapter 5, we analyze the transition disk GM Aur with JWST, where volatile depletion in the inner-disk is accompanied by strong OH emission from photodissociation, pointing to irradiation-driven chemical evolution. Finally, in Chapter 6 we extend the prior analyses to a 40-disk sample from the IDECO JWST survey, confirming and revealing new links between disk structure, stellar properties, and water vapor emission. Together, these studies provide new empirical constraints on how volatile chemistry in disks is actively reshaped by local thermodynamic conditions, dynamics, and stellar irradiation.
- 초록/해제
- 요약sta tesis investiga la distribucion espacial, excitacion y evolucion quimica de volatiles en discos protoplanetarios, mediante una combinacion de interferometria submilimetrica y espectroscopia en el infrarrojo medio. Usando observaciones de alta resolucion de ALMA y datos recientes de JWST-MIRI, caracterizamos como varia la composicion molecular a lo largo de las regiones del disco y en funcion de sus propiedades. El objetivo es restringir las condiciones fisicas y los procesos quimicos relevantes para la formacion planetaria, con un enfoque particular en la fraccionacion de deuterio, la fisica y quimica de las lineas de nieve, y el papel del arrastre de guijarros en el enriquecimiento del gas del disco interno.En el Capitulo 2 realizamos observaciones ALMA de multiples lineas de compuestos organicos deuterados en TW Hya, demostrando que la fraccionacion de deuterio in situ ocurre cerca de la superficie de nieve del CO, consistente con una quimica dominada por H2D+. En el Capitulo 3, llevamos a cabo espectroscopia con JWST-MIRI del disco AS 209, revelando una emision rica en agua y compuestos organicos, con notable variabilidad temporal respecto a los datos archivados de Spitzer. En el Capitulo 4, desarrollamos un marco de recuperacion para inferir distribuciones radiales de vapor de agua a partir de espectros no resueltos del JWST, encontrando que las masas de agua fria observables se anticorrelacionan con el tamano del disco, probablemente debido a un arrastre eficiente de guijarros helados. En el Capitulo 5, analizamos el disco de transicion GM Aur con JWST, donde la deplecion de volatiles en el disco interno se acompana de una fuerte emision de OH por fotodisociacion, lo que apunta a una evolucion quimica inducida por irradiacion. Finalmente, en el Capitulo 6 extendemos los analisis previos a una muestra de 40 discos del sondeo IDECO con JWST, confirmando y revelando nuevas conexiones entre la estructura del disco, las propiedades estelares y la emision de vapor de agua. En conjunto, estos estudios proporcionan nuevas restricciones empiricas sobre como la quimica de volatiles en los discos es activamente modificada por condiciones termodinamicas locales, dinamica e irradiacion estelar.
- 일반주제명
- Astronomy
- 일반주제명
- Astrophysics
- 일반주제명
- Chemistry
- 일반주제명
- Physics
- 키워드
- Astrochemistry
- 키워드
- Planet formation
- 키워드
- Spectroscopy
- 기타저자
- Harvard University Astronomy
- 기본자료저록
- Dissertations Abstracts International. 86-12B.
- 전자적 위치 및 접속
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MARC
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■520 ▼asta tesis investiga la distribucion espacial, excitacion y evolucion quimica de volatiles en discos protoplanetarios, mediante una combinacion de interferometria submilimetrica y espectroscopia en el infrarrojo medio. Usando observaciones de alta resolucion de ALMA y datos recientes de JWST-MIRI, caracterizamos como varia la composicion molecular a lo largo de las regiones del disco y en funcion de sus propiedades. El objetivo es restringir las condiciones fisicas y los procesos quimicos relevantes para la formacion planetaria, con un enfoque particular en la fraccionacion de deuterio, la fisica y quimica de las lineas de nieve, y el papel del arrastre de guijarros en el enriquecimiento del gas del disco interno.En el Capitulo 2 realizamos observaciones ALMA de multiples lineas de compuestos organicos deuterados en TW Hya, demostrando que la fraccionacion de deuterio in situ ocurre cerca de la superficie de nieve del CO, consistente con una quimica dominada por H2D+. En el Capitulo 3, llevamos a cabo espectroscopia con JWST-MIRI del disco AS 209, revelando una emision rica en agua y compuestos organicos, con notable variabilidad temporal respecto a los datos archivados de Spitzer. En el Capitulo 4, desarrollamos un marco de recuperacion para inferir distribuciones radiales de vapor de agua a partir de espectros no resueltos del JWST, encontrando que las masas de agua fria observables se anticorrelacionan con el tamano del disco, probablemente debido a un arrastre eficiente de guijarros helados. En el Capitulo 5, analizamos el disco de transicion GM Aur con JWST, donde la deplecion de volatiles en el disco interno se acompana de una fuerte emision de OH por fotodisociacion, lo que apunta a una evolucion quimica inducida por irradiacion. Finalmente, en el Capitulo 6 extendemos los analisis previos a una muestra de 40 discos del sondeo IDECO con JWST, confirmando y revelando nuevas conexiones entre la estructura del disco, las propiedades estelares y la emision de vapor de agua. En conjunto, estos estudios proporcionan nuevas restricciones empiricas sobre como la quimica de volatiles en los discos es activamente modificada por condiciones termodinamicas locales, dinamica e irradiacion estelar.
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