Projekt-Galerie 2023
Schüler der Sekundarstufe aus ganz Europa wurden zusammen mit der ESA zu Exoplaneten-Detektiven und nutzten die Daten des Cheops-Satelliten, um die Geheimnisse von zwei Exoplaneten zu lüften: KELT-3b und TOI-560c.
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Gewinner des Preises für das beste Projekt
Gymnázium Brno, Slovanské náměstí, příspěvková organizace Brünn - Brünn Tschechische Republik 16 Jahre alt, 15 Jahre alt 4 / 1
TOI-560c
TOI-560c Projektbeschreibung:
Für unser Projekt haben wir beschlossen, uns darauf zu konzentrieren, so viele Informationen wie möglich sowohl über TOI-560c als auch über seinen Wirtsstern TOI-560 zu sammeln. Wir haben nicht nur die vorgeschlagenen und zusätzlichen Faktoren berechnet, sondern auch Theorien über die Zusammensetzung von TOI-560c aufgestellt und analysiert, wie seine Temperatur für den Menschen nützlich sein könnte.
TOI-560c Ergebnisse und Analyse
TOI-560c Übersicht
In diesem Projekt werden wir uns mit dem Verhalten des Exoplaneten TOI-560c beschäftigen. Wir werden versuchen, seine Bewegungsmuster zu analysieren, Daten über seinen Stern TOI-560 zu sammeln und zu erörtern, wie verschiedene Faktoren dazu beitragen, die Arten von Exoplaneten zu klassifizieren. Weitere Informationen und Berechnungen sind auf unserer Website zu finden.
Was ist ein Exoplanet?
Ein Exoplanet ist ein Planet, der einen Stern außerhalb unseres Sonnensystems umkreist. Das Himmelsobjekt TOI-560c ist ein Exoplanet.
Bis heute wurden mehr als 5.000 Exoplaneten beobachtet und klassifiziert, Tausende weitere sind noch unbestätigt, und es gibt zahlreiche Methoden für die Suche nach Exoplaneten wie die Transitphotometrie und die Radialgeschwindigkeitsmethode.
Größe eines Exoplaneten
Wir konnten feststellen, dass der Exoplanet TOI-560c einen Radius hat, der etwa 2,384 Mal größer ist als der der Erde. Er wird als ein Exoplanet vom Typ "Mini-Neptun" betrachtet.
Anhand der Daten von CHEOPS haben wir die Transittiefe auf 0,12% geschätzt und damit den Radius des Planeten bestimmt.
Unser Ergebnis war ein Radius von 2,252 REARTH, was nur 0,132 REARTH von den Beobachtungen von CHEOPS abweicht.
Umlaufzeit
Wie andere Himmelsobjekte mit einer bestimmten Umlaufbahn haben auch Exoplaneten eine bestimmte Umlaufzeit, die als die Zeit definiert ist, in der ein Exoplanet seinen Wirtsstern einmal umkreist. Die Umlaufzeit von TOI-560c beträgt 18,88 Tage.
Orbitaler Abstand
Die Orbitalentfernung gibt an, wie weit der Exoplanet von seinem Stern entfernt kreist. TOI-560c hat einen Orbitalabstand von 18,73 * 106 km2.
Auf der Grundlage einer angepassten Version des dritten Keplerschen Gesetzes ermittelten wir die Entfernung zwischen TOI-560c und seinem Wirtsstern: 1,873×107 km2
Temperatur
Die Temperatur ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Bewohnbarkeit eines Exoplaneten beeinflussen. Um bewohnbar zu sein, muss ein Exoplanet in einer "bewohnbaren Zone" kreisen. In diesem Bereich kann Wasser in flüssigem Zustand gefunden werden. Aufgrund seiner hohen Temperatur von etwa 225 Grad Celsius liegt TOI-560c außerhalb der bewohnbaren Zone.
Dichte
Die Dichte von TOI-560c könnte darauf hindeuten, dass er eine dünne Atmosphäre aus leichteren Gasen wie Wasserstoff oder Helium besitzt, die einen relativ kleinen Gesteinskern bedeckt.
Wir haben die Dichte von TOI-560c berechnet: 3,9469 g/cm3
Strahlungsfluss in der Nähe von TOI-560c
Nach unseren Berechnungen umkreist TOI-560c seinen Stern TOI-560 in unmittelbarer Nähe. Obwohl TOI-560 ein oranger Zwerg ist, der kleiner und kühler als die Sonne ist, sorgt die Nähe von TOI-560c für einen starken Strahlungsfluss auf der Oberfläche von TOI-560c. Dieser Strahlungsfluss wäre sogar 10-mal stärker als auf der Erde. Wenn wir theoretisch eine Raumsonde oder ein anderes Raumschiff losschicken würden, könnten wir uns auf eine leicht zugängliche Energiequelle mit Sonnenenergie verlassen.
Um das Verhalten von TOI-560c besser zu verstehen, haben wir beschlossen, die von seinem Wirtsstern abgestrahlte Leistung anhand des Stefan-Boltzmann-Gesetzes zu berechnen: 6,074×1025 W, was etwa 5 mal kleiner ist als die der Sonne.
Mit diesen Informationen berechneten wir die Leistung, die die Umlaufbahn von TOI-560c erreicht: 13.779 W/m2, was etwa zehnmal größer ist als der Strahlungsfluss, der die Erde erreicht.
Orbitalgeschwindigkeit und Fluchtgeschwindigkeit
Sowohl die Umlaufgeschwindigkeit als auch die Fluchtgeschwindigkeit von TOI-560c sind etwa viermal so hoch wie die der Erde.
Die grobe Umlaufgeschwindigkeit von TOI-560c beträgt 15.949,92 m/s und seine Fluchtgeschwindigkeit 22.556 m/s.
Zusammensetzung
Aufgrund unserer Untersuchungen sind wir uns nicht sicher, ob TOI-560c in Zukunft als "Mini-Neptun" oder "Super-Erde" klassifiziert wird. Möglicherweise ähnelt er seinem benachbarten Exoplaneten TOI-560b, einem Mini-Neptun, der aufgrund von Sonnenwinden langsam seine Atmosphäre verliert und zu einem Exoplaneten vom Typ Super-Erde wird. Unsere Berechnungen haben gezeigt, dass TOI-560c einen Super-Erde-ähnlichen Kern haben könnte, der von einer Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium bedeckt ist.
TOI-560b ist einer von 4 Mini-Neptunes, die von der NASA beobachtet wurden und sich langsam zu Super-Erden entwickeln. Aufgrund von Sonnenwinden verlieren diese Exoplaneten langsam ihre Atmosphären, so dass nur noch felsige Kerne übrig bleiben. Diese Überreste werden dann als Supererden eingestuft. Nach dieser Entdeckung wurde die Theorie aufgestellt, dass alle oder die meisten Mini-Neptune einen Supererden-ähnlichen Kern haben. Wir haben uns entschlossen, herauszufinden, ob eine solche Zusammensetzung möglich sein könnte. Zu diesem Zweck haben wir die Dichte unseres theoretischen Modells berechnet und mit der Dichte von TOI-560c verglichen. Das Modell besteht aus einem typischen supererdähnlichen Gesteinskern mit einem Radius von 1 REARTH und einer Dichte von 5,51 g/cm3. und einer Schicht mit der Dichte eines Gases, das aus 80% Wasserstoff und 20% Helium besteht. Letzteres wurde auf eine Dichte von etwa 0,10772 kg/m3 geschätzt. Daraus ergibt sich eine theoretische Dichte des Modals von 4,068 g/cm3, die der tatsächlichen Dichte von TOI-560c sehr ähnlich ist. Daher halten wir diese Theorie für möglich.
TOI-560c Schlussfolgerungen
TOI-560c ist ein faszinierender Exoplanet, der seinen Stern TOI-560 umkreist. Wir konnten eine Vielzahl wertvoller Daten gewinnen, wie z. B. seine Dichte, Strahlungsfluss, Bahndistanz oder Bahnperiode. Sowohl TOI-560c als auch TOI-560b sind wichtige Objekte von Interesse, die Anzeichen für eine Umwandlung vom Mini-Neptun-Typ zum Super-Erden-Typ aufweisen. Wenn es uns gelänge, Daten aus der Spektroskopie zu gewinnen, könnten wir diese Exoplaneten weiter untersuchen und zusätzliche Daten gewinnen.