Projektgalleri 2023

JOVAAS

 Vinder af prisen for bedste projekt
Sabadell Astronomiske Selskab  Sabadell - Catalonien    Spanien 18 år gammel, 17 år gammel, 16 år gammel   4 / 1

TOI-560c

TOI-560c projektbeskrivelse:

Som en del af Hack an Exoplanet Hackathon har vi analyseret data fra ESA for at undersøge exoplaneten TOI-560c. Gennem analyse af tilpassede transitlyskurver fra CHEOPS-teleskopet har vi fundet ud af, at TOI-560c har en radius på 2,66 gange Jorden og en masse på 9,70 jordmasser. Dette afslører, at denne exoplanet er af typen superjord. Desuden fik vi en omløbstid på 18,88 dage ved hjælp af et automatiseret fit af transitlyskurven med Allesfitter-softwaren. Efterfølgende har vi brugt Keplers tredje lov til at beregne afstanden mellem TOI-560c og dens værtsstjerne. Vores resultater viser en afstand på 0,125 AE, hvilket indikerer, at muligheden for at finde flydende vand på overfladen er meget lille, da den har en temperatur på omkring 225 ºC. Endelig beregnede vi planetens massefylde ved hjælp af massefyldeformlen. Det gav os mulighed for at estimere, at TOI-560c har en massefylde på ca. 3,89 g/cm^3. Denne densitetsbestemmelse indikerer, at planeten er lidt lettere end Mars, men tættere end de gasgiganter, der findes i vores eget solsystem. På grund af de værdier, vi har fået for densiteten af TOI-560c, spekulerer vi i, at den består af stenmaterialer som jern eller kulstof.

TOI-560c Resultater og analyse

Med alle de data, vi fik stillet til rådighed, lykkedes det vores team at løse mysteriet om Toi-560c. Først og fremmest tilpassede vi den medfølgende transitlyskurve i Allesfitter for at få oplysninger om stjernen og planeten. Da vi havde fået dataene fra Allesfitter, gik vi i gang med at analysere resultaterne.
Størrelse
Det første, vi gjorde, var at beregne planetens radius ved at følge den næste formel:
Transitdybde (%) = (π R_planet^2) / (π R_stjerne^2) * 100
Vi fandt transitdybden i grafikken fra Allesfitter. Vi fandt 0,14% som værdi for transitdybden.

Fig.1 Tabel over transitlyskurver for TOI-560c

Vi isolerede planetens radius på følgende måde:
R_TOI-560c = √ (Transitdybde (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Efter udskiftningen nåede vi frem til følgende resultater:

R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_earth

Med disse resultater konkluderede vi, at TOI-560c er en superjord, fordi dens radius er mere eller mindre dobbelt så stor som Jordens radius.

 
Omløbstid og afstand
Vi kan finde værdien af omløbstiden i en tabel fra Allesfitter, og vi er nødt til at omregne dage til sekunder.

Fig.2 Tabel med oplysninger fra tilpasningen i Allesfitter.
T = 18,8797 dage = 1,6312 x 10^6 s
Vi skal bruge stjernens masse i denne formel, og den skal også være i kilogram. Vi kan finde stjernens masse i case-filen.

Fig.3 Oplysninger om stjernen fundet i sagsmappen
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Det næste skridt var at beregne afstanden til dens stjerne. For at løse det problem brugte vi Keplers 3. lov:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Derefter isolerede vi afstanden fra formlen:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Da vi havde ændret disse enheder, erstattede vi værdierne og opnåede det næste resultat:
d = [ (1,6312 x 10^6 K)^2 * (6,6743 x 10^(-11) m^3 / (kg s^2) * 1,4515 x 10^30 kg / 4π^2 ]^(1/3) = 1,8690 x 10^10 m ≈ 0,125 AU
Med disse oplysninger konkluderede vi, at denne planet potentielt er ubeboelig på grund af dens korte afstand fra stjernen. Denne afstand indebærer virkelig varme temperaturer og en meget lille mulighed for at finde flydende vand.

 
Temperatur og beboelighed 
Som vi kan se i dette diagram, har TOI-560c temperaturer over 200ºC. I sagsmappen står der, at temperaturen er mere eller mindre 225ºC.

Fig.4 Diagram med temperaturer og afstande fra stjernerne for forskellige planeter fundet i Trin 4-videoen.

Denne temperatur kan være forårsaget af dens nærhed til sin stjerne, som kun er 0,125 AE, som vi beregnede før. Det er derfor, vi betragter denne planet som ubeboelig, fordi dens ekstreme varme gør det meget vanskeligt at have flydende vand, og vi kunne ikke modstå varmen og strålingen fra stjernen på denne afstand.

 
Massefylde og sammensætning
Den sidste ting, vi skulle tjekke, var stjernens tæthed og sammensætning.

Først og fremmest havde vi densitetsformlen:
ρ = MV
Derefter erstatter vi massen med planetens masse og volumen med planetens volumen.
ρ_planet = M_planet / (4πR_planet^3 / 3) = 9,70*M_jord / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Vi kan se, at TOI-560c's massefylde er lidt lettere end Mars' massefylde, som i dette sekund er 3,93 g/cm3.

Som der står i sagsmappen, formoder vi, at TOI-560c er en mini-Neptun eller superjord, men vi kan ikke bekræfte dens sammensætning. Men hvis vi ser på sammensætningen af denne type planeter, kan vi forvente, at TOI-560c er en klippeplanet, der hovedsageligt består af silicium og ilt. Disse grundstoffer kan være ledsaget af andre, herunder aluminium, jern, magnesium eller calcium.

TOI-560c Konklusioner

Vi kan konkludere, at TOI-560c ikke er beboelig for os på grund af dens varme temperatur, som sandsynligvis skyldes den korte afstand til dens stjerne. Dens omløbstid er meget hurtigere end Merkurs, og dens massefylde er lidt lavere end Mars'. Den har en radius på næsten to en halv gang jordklodens radius og en masse på næsten halvdelen af Neptuns masse. Vi kan ikke kende dens nøjagtige sammensætning, det ser ud til, at det er en mini-Neptun-størrelse planet, men vi udleder, at den grundlæggende er dannet af klipper, da klipper typisk har en tæthed på 2,5 ∼ 3 g / cm^3, så vi antager, at den er sammensat af klipper og en lille metallisk kerne, indtil data om sammensætningen kan opnås.

Understøttende filer:

• Fig2.png
• Fig3.png
• Fig4.png
• Fig1-1.png
• forside-1.png