Cheops_Illustration_Säulen

Unterrichtsmaterial 1 - Exoplaneten-Detektiv - Charakterisierung von Exoplanetensystemen

Kurzbeschreibung:

In dieser Reihe von Aktivitäten lernen die Schüler, wie Wissenschaftler Exoplaneten mit Teleskopen untersuchen und dabei die Transitmethode anwenden.

Die Schüler werden Exoplaneten anhand von Modell- und realen Satellitenlichtkurven des ESA-Satelliten Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) charakterisieren. Sie üben die Aufzeichnung und Interpretation von Daten sowie die Skalierung von Diagrammen im Zusammenhang mit der Charakterisierung von Exoplaneten.

Diese Aktivität ist Teil einer Serie, zu der auch "Exoplaneten in Bewegung", bei dem die Schüler ihr eigenes Transitmodell bauen, und "Exoplanet in einer Schachtel", bei dem die Schüler ein Transitmodell in einem Schuhkarton bauen und die Größe eines Exoplaneten berechnen.

Thema:
Wissenschaft, Physik, Mathematik, Astronomie

Lernziele:

  • Verstehen, was Exoplaneten sind und wie sie von Satelliten erforscht werden.
  • Verstehen, wie die Transitmethode für die Charakterisierung von Exoplaneten eingesetzt wird.
  • Verbesserung der experimentellen Fähigkeiten durch Beobachtung und Interpretation der gemessenen Lichtkurven.
  • Mathematisches Denken und Umwandlung eines abstrakten Modells in ein reales Modell.
  • Interpretation von experimentellen Daten mit Hilfe von mathematischen Modellen und Diagrammen.
  • Ziehen von Schlussfolgerungen beim Vergleich eines Modells mit einem realen Exoplanetensystem.
  • Mitteilung wissenschaftlicher und mathematischer Erkenntnisse an Gleichaltrige.


Altersspanne:
13 - 18 Jahre alt

Zeit

Lektion: 45 Minuten



Ressource verfügbar in:

Englisch, Tschechisch, Dänisch, Niederländisch, Griechisch, Norwegisch, Portugiesisch, Spanisch und Schwedisch

Aktivität herunterladen - DE
Aktion 1: Lichtkurven verstehen

In dieser Aktivität sehen die Schülerinnen und Schüler ein Beispiel für echte Daten, die vom Cheops-Satelliten aufgenommen wurden, und lernen anhand dessen, wie Diagramme skaliert werden, um die größtmögliche Menge an Informationen aus den Daten herauszuholen. Das Verständnis der Skalierung von Diagrammen ist eine wichtige Fähigkeit sowohl in der Mathematik als auch in den Naturwissenschaften.

Anschließend erhalten die Schüler Beispiele für simulierte Lichtkurven und Hinweise zum Lesen und Interpretieren der Diagramme.

Sie werden die während der Aktivität erlernten Konzepte anwenden, um eine Lichtkurve zu interpretieren, die mit dem ESA-Satelliten Cheops von WASP 189 b aus beobachtet wurde.

Schließlich werden sie untersuchen, wie die Umlaufzeit aus einer Lichtkurve bestimmt werden kann.
Ausrüstung

  • Schülerarbeitsblatt pro Schüler
  • Kugelschreiber/Bleistift
Aktion 2: Ein Exoplanetendetektiv sein

In dieser Aktivität wenden die Schüler das Gelernte aus der Analyse der vorherigen Lichtkurven an und interpretieren eine Beobachtung des exoplanetaren Systems TOI-178, die von Cheops gemacht wurde, wie ein echter Wissenschaftler.
Ausrüstung

  • Schülerarbeitsblatt pro Schüler
  • Kugelschreiber/Bleistift

Wussten Sie das?

WASP 189 b ist ein großer Gas-Exoplanet, der etwa 50% größer als Jupiter ist und sich in einer 2,7 Erdtage langen Umlaufbahn um einen Stern befindet, der mehr als 2000°C heißer als unsere Sonne, und fast 2,5 mal so groß.

Künstlerische Darstellung von WASP 189 b, der einen Stern umkreist

Schlüsselwörter:

, , , , , ,