Přenos záření v protoplanetárních discích versus pozorování interferometrem ALMA

• Název práce v češtině: Přenos záření v protoplanetárních discích versus pozorování interferometrem ALMA
• Název v anglickém jazyce: Radiation transfer in protoplanetary disks vs ALMA interferometric observations
• Klíčová slova: přenos záření|protoplanetární disk|ALMA|interferometrie
• Klíčová slova anglicky: radiation transfer|protoplanetary disk|ALMA|interferometry
• Akademický rok vypsání: 2021/2022
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Miroslav Brož, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 28.09.2021
• Datum zadání: 27.10.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 13.12.2021
• Datum a čas obhajoby: 15.06.2022 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 12.05.2022
• Datum odevzdání tištěné podoby: 12.05.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 15.06.2022
• Oponenti: Romana Grossová

Zásady pro vypracování

Práce spočívá ve výpočtu syntetických obrazů protoplanetárních disků
v různých fázích vývoje (bez planet, s vnořenými planetami, s částečně
nebo úplně otevřenou mezerou, atd.). Podkladem mohou být dvourozměrné
hydrodynamické modely disků (Brož etal. 2018), z nichž se odvozuje
povrchová hustota plynu, povrchová hustota balvanů a teplota jako
funkce souřadnic (a času). Tento disk je třeba rozvinout do třetího
(tzn. vertikálního) rozměru a připravit vstup pro program Radmc-3D
(Dullemond etal. 2012), kterým se bude detailně modelovat přenos záření
monochromaticky, pro jednotlivé vlnové délky. Součástí práce je tedy
vytvoření příslušného programu (např. v jazyce Python).

Student by se měl také pokusit aplikovat program na konkrétní systém,
např. HL Tau (Pinte etal. 2016), IM Lup, HD 163296, PDS 70 nebo jiný,
který byl pozorován v rádiovém a sub-mm oboru interferometrem ALMA
či v optickém oboru adaptivní optikou VLT/SPHERE. V tomto případě
může být nutné spočítat 2D modely znovu, např. pro fázi s otevřenou
mezerou v disku.

Výše zmiňované programy pro modelování disku ve 2D a výpočet přenosu
záření ve 3D jsou k dispozici na adresách:

http://sirrah.troja.mff.cuni.cz/~chrenko/

http://www.ita.uni-heidelberg.de/~dullemond/software/radmc-3d/

Seznam odborné literatury

Brož M., Chrenko O., Nesvorný D., Lambrechts M., 2018, Dynamics of multiple protoplanets embedded in gas and pebble
discs and its dependence on Σ and ν parameters. Astron. Astrophys., 620, 157, 2018.

Dullemond, C. P. 2012, Radiative transfer in astrophysics. http://www.ita.uni-heidelberg.de/~dullemond/lectures/radtrans_2012/

Mihalas D., Weibel Mihalas B. 1984, Foundations of radiation hydrodynamics. New York: Oxford Univ. Press. ISBN 0195034376.

Pinte C., Dent W.R.F., Ménard F., Hales A., Hill T., Cortes P., de Gregorio-Monsalvo I., 2016, Dust and gas in the disk of HL Tauri: surface density, dust settling and dust-to-gas ratio. Astrophys. J., 816, 25.

Pinte, C., van der Plas, G., Ménard, F., Price, D.J., Christiaens, V., Hill, T., Mentiplay, D. et al., 2019, Kinematic detection of a planet carving a gap in a protoplanetary disk. Nat. Astron., 419.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

TBD