Am Freitag, dem 11. Oktober 2024, 15:00 Uhr, HS001, Institut für Elektrotechnik (Neubau), Albert-Einstein-Str. 26, findet die Verteidigung der Dissertationsarbeit von Anna Julia Poser (Theoretische Physik, AG Prof. Dr. Redmer) zum Thema “From Clouds to Cores: Advancing the Understanding of Irradiated Giant Exoplanets” als Hybrid-Veranstaltung statt.
Anmeldungen für eine Online-Teilnahme bitte unter: verteidigungen.physikuni-rostockde bis 10.10.2024
Abstract
While past exoplanet missions were focused on discovering new planets, current and future missions, such as the James Webb Space Telescope, are prioritising detailed atmospheric observations. These missions provide atmospheric data, offering important constraints for atmosphere and interior models of planets. This work investigates the link between the planet’s atmosphere, interior structure, and evolution. These combined models have one clear goal: to accurately reproduce observations and gain valuable insights into the formation and evolution of planets.
First, the influence of the atmospheric thermal structure, in particular the pressure-temperature (P-T) conditions, on the composition and radius evolution of irradiated gas giant exoplanets is explored. The effect of cloudy versus clear atmospheres on the inferred composition, particularly the heavy element content, and the long-term thermal radius evolution is investigated using coupled atmosphere, interior, and thermal evolution models. The results highlight the significance of cloud layers in the deep atmosphere for interior structure models. Additionally, the impact of P-T conditions on transport properties is investigated. By applying an ionisation and transport model for the plasma in the atmosphere, the electrical conductivity is derived, and the efficiency of the Ohmic dissipation mechanism, proposed to inflate close-in gas giant planets, is reassessed. Magnetic induction processes in warm to ultra-hot giant planets are examined, revealing two regimes affecting the efficiency of Ohmic heating.
This thesis advances the understanding of irradiated giant planets by demonstrating how atmospheric conditions influence the planetary structure, which is closely tied to their evolution. conditions influence key bulk and atmospheric transport characteristics, directly linked to broader theories of planetary formation and evolution.
Zusammenfassung
Während sich vergangene Exoplanetenmissionen auf die Entdeckung neuer Planeten konzentrierten, legen aktuelle und künftige Missionen wie das James Webb Space Teleskop den Schwerpunkt auf detaillierte Atmosphärenbeobachtungen. Die Missionen liefern Daten, die wesentliche Anhaltspunkte für Modelle der Atmosphären und inneren Struktur der Planeten liefern. In dieser Arbeit wird die Verbindung zwischen Atmosphären-, Struktur- und Evolutionsmodellen von bestrahlten Gasplaneten untersucht. Ziel dieser kombinierten Modelle ist es, die Beobachtungen abzubilden und dadurch wertvolle Informationen über die Entstehung und Entwicklung von Planeten zu gewinnen.
Zunächst wird der Einfluss der Druck-Temperatur-Bedingungen (P-T) in den Atmosphären bestrahlter Gasplaneten untersucht. Unter Verwendung von gekoppelten Atmosphären-, Struktur- und Evolutionsmodellen wird analysiert, wie sich Wolken in der Atmosphäre auf die abgeleitete Zusammensetzung, insbesondere den Gehalt an schweren Elementen und die thermische Evolution des Planeten auswirken. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der atmosphärischen Prozesse in der tiefen Atmosphäre für Strukturmodelle. Zusätzlich wird der Einfluss der P-T-Bedingungen auf Transporteigenschaften untersucht. Ein Ionisierungs- und Transportmodell für das Plasma in der Atmosphäre wird verwendet, um die elektrische Leitfähigkeit abzuleiten und die Effizienz eines Mechanismus zur Aufblähung von Gasplaneten neu zu bewerten. Magnetische Induktionsprozesse für warme bis ultraheiße Gasplaneten werden untersucht, wobei zwei Regime identifiziert werden, die die Effizienz des Mechanismus beeinflussen.
Diese Arbeit zeigt auf, wie die atmosphärischen Bedingungen von bestrahlten Gasplaneten die innere Struktur beeinflussen, welche wiederum eng mit ihrer Entstehung und Entwicklung assoziiert ist.
Interessenten sind herzlich eingeladen!