Projektgalleri 2023
Gymnasieelever fra hele Europa blev exoplanet-detektiver sammen med ESA og brugte data fra Cheops-satellitten til at afsløre mysterierne bag to exoplaneter: KELT-3b og TOI-560c.
Udforsk projekterne nedenfor.
Abyss Watchers
Vinder af prisen for bedste projekt
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Tjekkiet 17 år gammel 2 /
TOI-560c
TOI-560c projektbeskrivelse:
Abyss Watchers' projekt er opdelt i tre hovedafsnit.
For det første Introduktion - et afsnit, hvor selve teamet præsenteres, og hvor vi definerer termer, der vil blive brugt gennem hele projektet. Nogle metoder til at opdage nye exoplaneter er også beskrevet i dette afsnit.
For det andet: Vores beregninger - et afsnit, der fokuserede på fire af de fem opgaver, der blev tildelt under hackathonet, og som hovedsageligt omfattede matematiske beregninger. I dette afsnit beregner vi TOI 560c's radius, omløbstid, afstand fra dens hjemstjerne, masse, volumen, massefylde og omløbshastighed. På trods af vores korrekte metoder var agenturernes værdier nogle gange en smule anderledes, hovedsageligt fordi de havde førsteklasses adgang til deres egen avancerede videnskabelige forskning og arkivdata. På trods af disse faktorer, der påvirkede de endelige resultater, var uoverensstemmelserne mellem vores og agenturernes værdier ikke for store, og nogle var endda små eller slet ingen.
Til sidst Yderligere oplysninger - et afsnit, der primært fokuserede på den sidste opgave, nemlig at finde ud af exoplanetens sammensætning. Da der blev foretaget meget få beregninger i dette afsnit, blev det en diskussion, der gav tilstrækkelige argumenter for sine påstande. Vi var dog ikke tilfredse med blot at beskrive TOI 560c og ønskede at dykke dybere ned. Derfor inkluderede vi også TOI 560-stjernen og hele dens system, hvilket førte til meget interessante og bemærkelsesværdige konklusioner.
Hovedresultatet af vores arbejde er en PDF-fil lavet i LaTeX, som blev lavet som en videnskabelig forskningsartikel, grundigt opdelt i sektioner og undersektioner, mens den også er så formelt skrevet som muligt. Litteraturen og kilderne er også angivet og citeret.
TOI-560c Resultater og analyse
Planetens radius
Med de indledende oplysninger om TOI 560c og dens stjerne, som Cheops-satellitten allerede havde givet os, var det ikke så svært at starte vores egne beregninger. Ved hjælp af TOI 560c's transitlyskurve kunne vi beregne dens radius. Grunden til dette er, at dybden af exoplanetens transit svarer til forholdet mellem arealet af planetens skive og arealet af stjernens skive. Ved at måle dybden af transitten og kende stjernens radius, kunne vi bestemme exoplanetens forhold, under hensyntagen til nedre og øvre fejl, til at være mellem 16594 km og 16697 km. Selv om vores beregninger var korrekte, gav Allesfitter-programmet andre resultater. Denne uoverensstemmelse kan enten skyldes, at vi har rundet nogle værdier op i vores beregninger, eller at Allesfitter måske har brugt en anden metode end vores.
Omløbstid og afstand fra hjemstjernen
Ud fra Cheops' observationsarkiv burde TOI 560c's omløbstid være 18,8797 (i dage). Ved hjælp af Keplers tredje lov var vi i stand til at beregne afstanden mellem TOI 560c og dens hjemstjerne. Det resultat, vi fik, er 0,1249 au (astronomiske enheder), hvilket kun er 0,0007 au fra Allesfitters tabelværdi. Dette blev set som en kæmpe succes fra vores side.
Masse, volumen og densitet
Desværre er det umuligt at beregne planetens masse ved hjælp af transitmetoden, men andre metoder som radialhastighed giver os mulighed for at gøre det. Hvis vi tager denne værdi fra tabellen, får vi værdien 9,7 (i enheder af jordens masse). For at beregne exoplanetens volumen antog vi, at den har en perfekt sfærisk form, så vi kan bruge standardformlen for en sfæres volumen. Den værdi, vi fik, var 1,47247 * 10^22 m^3. Hvis både planetens masse og volumen er kendt, kan vi nemt beregne densiteten. Når vi tager højde for de øvre og nedre fejl, anslår vi planetens massefylde til at være mellem 3,244 g * cm^-3 og 4,664 g * cm^-3. I de videre beregninger og diskussioner har vi brugt værdien på ca. 3,9 g * cm^-3.
Omløbshastighed
For at kunne beregne hastigheden af TOI 560c var vi først nødt til at beregne dens vinkelhastighed. Resultatet var, at TOI 560c's vinkelhastighed er 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Bagefter multiplicerede vi simpelthen denne værdi med afstanden mellem TOI 560c og dens stjerne og fik banehastigheden på 71,994 km * s^-1.
Planetarisk sammensætning
Selvom det er umuligt at være helt sikker på grundstofsammensætningen af TOI 560c, er der masser af spor, der giver os et hint om, hvad det kunne være. For eksempel antyder afhængigheden mellem planetens radius og dens masse, at planeten har en sammensætning af mindre end rent vand. Der er derfor to mest sandsynlige udfald. Enten består planeten mest af vandis og silikater, eller også har den et jordlignende indre og en flygtig brintkappe, hvor der også er helium til stede. Som det fremgår af solindstrålingsgrafen, ligger TOI 560c langt over den såkaldte "radiusdal". Det understøtter også idéen om, at planeten har en flygtig kappe.
TOI-560c Konklusioner
Afslutningsvis gjorde oplysningerne fra CHEOPS det muligt for os at skabe transitlyskurven for TOI-560c, udlede dens omløbstid og afstand fra dens hjemstjerne, beregne dens masse, volumen, massefylde og omløbshastighed. Selvom det lykkedes os at beskrive de grundlæggende egenskaber ved TOI-560c, ønskede vi at grave dybere, ikke kun i oplysninger om denne planet specifikt, men også i oplysninger om dens hjemstjerne og systemet generelt. Alt er forklaret i den uploadede PDF-fil. Vi vil stærkt opfordre til, at der udføres yderligere spektroskopi på begge exoplaneter i TOI-560-systemet, da der kan udføres mere forskning bagefter.
Understøttende filer:
