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.
Abyss Watchers
Vítěz ceny za nejlepší projekt
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Česká republika 17 let 2 /
TOI-560c
Popis projektu TOI-560c:
Projekt Strážci propasti je rozdělen do tří hlavních částí.
Nejprve Úvod - část, kde se představí samotný tým a kde definujeme pojmy, které se budou používat v průběhu celého projektu. V této části jsou také popsány některé metody objevování nových exoplanet.
Za druhé, Naše výpočty - sekce, která se zaměřuje na čtyři z pěti zadaných úkolů během hackathonu, které zahrnovaly především matematické výpočty. V této části jsme vypočítali poloměr TOI 560c, oběžnou dobu, vzdálenost od domovské hvězdy, hmotnost, objem, hustotu a oběžnou rychlost. Přestože naše metody byly správné, hodnoty agentur se někdy trochu lišily, a to hlavně díky tomu, že měly prvotřídní přístup k vlastním pokročilým vědeckým výzkumům a archivním datům. Navzdory těmto faktorům ovlivňujícím konečné výsledky nebyly rozdíly mezi našimi a agenturními hodnotami příliš výrazné a některé byly dokonce malé až žádné.
A konečně Další informace - část, která se zaměřuje především na poslední úkol, tedy na zjištění složení exoplanety. Protože v této části bylo provedeno jen velmi málo výpočtů, stala se z ní diskuse, která poskytla dostatečné argumenty pro svá tvrzení. Nespokojili jsme se však s pouhým popisem TOI 560c a chtěli jsme se ponořit hlouběji. Zahrnuli jsme tedy i hvězdu TOI 560 a celý její systém, což vedlo k velmi zajímavým a pozoruhodným závěrům.
Hlavním výsledkem naší práce je PDF soubor vytvořený v LaTeXu, který byl vytvořen jako vědecký výzkumný článek, důkladně rozdělený do sekcí a podsekcí a zároveň co nejformálněji napsaný. Literatura a zdroje byly rovněž uvedeny a citovány.
TOI-560c Výsledky a analýza
Poloměr planety
S počátečními informacemi o TOI 560c a její hvězdě, které nám již poskytla družice Cheops, nebylo příliš obtížné začít s vlastními výpočty. Na základě tranzitní světelné křivky TOI 560c jsme byli schopni vypočítat její poloměr. Důvodem je skutečnost, že hloubka tranzitu exoplanety odpovídá poměru plochy disku planety a plochy disku hvězdy. Na základě měření hloubky tranzitu a znalosti poloměru hvězdy jsme mohli určit poměr plochy exoplanety, s přihlédnutím k dolní a horní chybě, v rozmezí 16594 km až 16697 km. Přestože naše výpočty byly správné, program Allesfitter poskytl jiné výsledky. Tento rozpor mohl být způsoben buď zaokrouhlením některých hodnot v našich výpočtech, nebo tím, že program Allesfitter mohl použít jinou metodu než my.
Oběžná doba a vzdálenost od domovské hvězdy
Z archivu pozorování Cheopse vyplývá, že oběžná doba TOI 560c by měla být 18,8797 (v jednotkách dnů). Pomocí třetího Keplerova zákona se nám podařilo vypočítat vzdálenost mezi TOI 560c a její domovskou hvězdou. Výsledek, který jsme dostali, je 0,1249 au (astronomické jednotky), což je odchylka pouhých 0,0007 au od tabulkové hodnoty, kterou uvedl Allesfitter. To bylo z naší strany považováno za obrovský úspěch.
Hmotnost, objem a hustota
Bohužel není možné vypočítat hmotnost planety pomocí tranzitní metody, ale jiné metody, jako je radiální rychlost, nám to umožňují. Vezmeme-li tuto hodnotu z tabulky, dostaneme hodnotu 9,7 (v jednotkách hmotnosti Země). Pro výpočet objemu exoplanety jsme předpokládali, že má dokonale kulový tvar, což nám umožňuje použít standardní vzorec pro objem koule. Dostali jsme hodnotu 1,47247 * 10^22 m^3. Pokud známe hmotnost i objem planety, můžeme snadno použít výpočet hustoty. S přihlédnutím k horní a dolní chybě odhadujeme hustotu planety v rozmezí 3,244 g * cm^-3 a 4,664 g * cm^-3 . Pro další výpočty a diskusi jsme použili hodnotu přibližně 3,9 g * cm^-3.
Oběžná rychlost
Abychom mohli vypočítat rychlost TOI 560c, museli jsme nejprve vypočítat jeho úhlovou rychlost. Výsledkem bylo, že úhlová rychlost TOI 560c je 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Poté jsme tuto hodnotu jednoduše vynásobili vzdáleností mezi TOI 560c a její hvězdou a dostali jsme oběžnou rychlost 71,994 km * s^-1.
Složení planety
Přestože si nemůžeme být zcela jisti prvkovým složením TOI 560c, existuje spousta vodítek, která nám napovídají, co by to mohlo být. Například závislost poloměru planety na její hmotnosti naznačuje, že planeta má složení nižší než čistá voda. Existují tedy dva nejpravděpodobnější výsledky. Buď je planeta složena převážně z vodního ledu a křemičitanů, nebo má vnitřek podobný Zemi a těkavou vodíkovou obálku, v níž je přítomno i helium. Jak ukazuje graf insolace, TOI 560c leží vysoko nad tzv. údolím poloměru. To rovněž podporuje myšlenku, že planeta má těkavou obálku.
TOI-560c Závěry
Závěrem lze říci, že díky informacím poskytnutým systémem CHEOPS jsme mohli vytvořit světelnou křivku tranzitu TOI-560c, odvodit její oběžnou dobu a vzdálenost od domovské hvězdy, vypočítat její hmotnost, objem, hustotu a oběžnou rychlost. Přestože jsme úspěšně popsali základní charakteristiky planety TOI- 560c, chtěli jsme se hlouběji ponořit nejen do informací o této planetě konkrétně, ale také do informací o její domovské hvězdě a soustavě obecně. Vše je vysvětleno v nahraném souboru PDF. Velmi bychom doporučovali provést další spektroskopii obou exoplanet systému TOI-560, protože poté by mohl být proveden další výzkum.
Podpůrné soubory:
