Galerie projektu 2023
Studenti středních škol z celé Evropy se ve spolupráci s ESA stali exoplanetárními detektivy a pomocí dat z družice Cheops odhalili záhady dvou exoplanet: KELT-3b a TOI-560c.
Prohlédněte si níže uvedené projekty.
Liger
Vítěz ceny za nejlepší projekt
Mezinárodní škola v Lausanne Lausanne - Vaud Švýcarsko 15 let 2 /
KELT-3b
Popis projektu KELT-3b:
Lidé byli od počátku civilizací fascinováni nebeskými tělesy na obloze. Přemýšleli o nich a snažili se jim porozumět, což vedlo ke vzniku specializovaného vědního oboru známého jako astronomie. Výzkum hlubokého vesmíru se však stal realitou až ve 20. století, kdy byly objeveny velké dalekohledy a technologie. Dnes, s nástupem umělé inteligence a vědy o velkých objemech dat, můžeme nebeská tělesa a exoplanety pozorovat přímo analýzou dat ze satelitů, kosmických sond, dalekohledů atd. Jedním z takových nebeských těles je KELT - 3b, extrasolární planeta obíhající kolem hvězdy hlavní posloupnosti typu F KELT-3, 690 světelných let v souhvězdí zvěrokruhu Lva, objevená v roce 2013 teleskopem KELT v Arizoně
Cílem této studie je analyzovat data shromážděná pomocí Družice ESA Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) satelit v roce 2023 najít jeho
- velikost
- vzdálenost od hostitelské hvězdy
- teplota a její obyvatelnost
- složení
Podpůrné soubory:
TOI-560c
Popis projektu TOI-560c:
Lidé byli od počátku civilizací fascinováni nebeskými tělesy na obloze. Přemýšleli o nich a snažili se jim porozumět, což vedlo ke vzniku specializovaného vědního oboru známého jako astronomie. Výzkum hlubokého vesmíru se však stal realitou až ve 20. století, kdy byly objeveny velké dalekohledy a technologie. Dnes, s nástupem umělé inteligence a vědy o velkých objemech dat, můžeme nebeská tělesa a exoplanety pozorovat přímo analýzou dat ze satelitů, kosmických sond, dalekohledů atd. Jedním z takových nebeských těles je TOI - 560C, extrasolární planeta obíhající kolem malé oranžové hvězdy Hd 73583, 177 světelných let v souhvězdí zvěrokruhu Hydra, objevená v roce 2021 průzkumem TESS.
Cílem této studie je analyzovat data shromážděná družicí ESA Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) v roce 2023 a zjistit její
velikost
vzdálenost od hostitelské hvězdy
teplota a její obyvatelnost
složení
TOI-560c Výsledky a analýza
Metoda
Pro tuto studii byla použita data získaná družicí ESA CHEOPS v roce 2023. Družice CHEOPS použila metodu transfotometrie, která měří pokles jasnosti hvězdy, aby zjistila, zda exoplaneta proletěla kolem hvězdy, či nikoli. Analyzovali jsme datové body shromážděné družicí CHEOPS a pomocí softwaru ALLESfitter jsme vypočítali velikost planety, velikost hvězdy, trans periodu - ta sloužila ke zjištění vzdálenosti planety od její hostitelské hvězdy a oběžnou dobu. Pomocí transperiody jsme také odhadli teplotu a obyvatelnost planety.
Analýza dat pomocí programu Allesfitter
Viz přiložené obrazové soubory a zpráva o projektu.
Výsledky a zjištění: Z výše uvedeného grafu jsme zjistili, že
1. Velikost TOI - 560C
Máme mediánovou hodnotu poloměru planety, poloměru Slunce a času, za který planeta projde kolem hvězdy. Na základě těchto údajů můžeme z tranzitní světelné křivky zjistit její hloubku tranzitu, což je množství světla, které exoplaneta zablokuje při průchodu mezi sattletem a hvězdou, pomocí níže uvedeného vzorce : Tr = (𝝅*Rp2/𝝅* Rs2) * 100
Ze souboru případů vyplývá, že Rp (poloměr planety) = 2,386 x poloměr Země = 2,386 x 6371 Km a Rs (hvězdný poloměr) = 0,654 x poloměr Slunce = 0,654 x 696 340 Km.
Proto Tr = 0,113%
Nyní do rovnice dosadíme hvězdný poloměr a tranzitní hloubku a zjistíme přesný poloměr exoplanety Rp.
Rp = Rs2* Tr/100 = 2,834 x poloměr Země = 2,834 x 6371 Km
Poloměr TOI 560C Rp = 15191,66104 Km
2. Oběžná vzdálenost
Oběžnou dobu a vzdálenost lze zjistit pomocí doby oběhu (T). Ze získaných údajů jsme zjistili, že T= 0,4415 dne . Přerovnáním Keplerova zákona o periodě, tj. T2= (4𝝅2/GMs)d3, kde T je doba průchodu, G je gravitační konstanta, Ms je hmotnost hvězdy a d je vzdálenost mezi hvězdou a planetou, dostaneme rovnici: d = 3GMs/4𝝅2 * T2
Zapojíme-li G= 6,7×10-11 Nm2Kg-2 , Ms =1,96 x Msun =1,96 x 3,90×1030 Kg a T=0,4415 dne, dostaneme vzdálenost mezi hvězdou a TOI 560C.
d = 2,2466x 109m nebo 0,0015 au ( astronomická jednotka)
3. Teplota a obyvatelnost
Víme, že TOI 560 C je velmi blízko své hostitelské hvězdy. Z katalogu exoplanet.eu/catalog víme, že teplota TOI 560C je 503 'K nebo 230'C.
V blízkosti hostitelské hvězdy by byla vystavena velmi vysokému záření. Při tak vysoké teplotě a záření se její povrch stává obyvatelným. Proto by TOI 560C byla obyvatelná pro lidi.
4. Složení
Složení planety je typ materiálu, ze kterého je vyrobena. To se určuje podle její střední hustoty.
Hustotu lze definovat jako ρ = Mp/Vp
kde M je hmotnost planety a V je objem planety.
Hmotnost planety pomocí metody radiální rychlosti je v souboru případů uvedena jako
Mp = 9,7 ± 1,8 x hmotnost Země = 9,7 ± 1,8 x 5,972 x 1024 Kg = 5,593 x 1028 g
Objem planety Vp= 4/3 𝝅 r3, kde r je poloměr planety.
Protože r = 2,386 x poloměr Země = 2,386 x 6371 Km = 15191,66104 Km.
Proto Vp= 1,488 x 1028 cm3
Dosazením objemu a hmotnosti do rovnice zjistíme, že
ρ = 3,891 g/cm3
Díky tak vysoké hustotě v porovnání se Zemí nebo jinými kamennými planetami můžeme říci, že TOI 560C je především kamenná planeta.
TOI-560c Závěry
TOI 560C je především obří kamenná planeta s poloměrem 15191,66104 km (2,384násobek poloměru Země, což z ní činí planetu o velikosti Neptunu). Její povrchová teplota dosahuje ~230 'C. Její hvězdná vzdálenost je 0,0015 au, takže je velmi blízko své hostitelské hvězdy. Proto je vystavena vysokému záření, což ji činí obyvatelnou pro lidi.
Podpůrné soubory:
