Projekt-Galerie 2023

JOVAAS

 Gewinner des Preises für das beste Projekt
Astronomische Gesellschaft Sabadell  Sabadell - Katalonien    Spanien 18 Jahre alt, 17 Jahre alt, 16 Jahre alt   4 / 1

TOI-560c

TOI-560c Projektbeschreibung:

Im Rahmen des Hack an Exoplanet Hackathon haben wir von der ESA bereitgestellte Daten analysiert, um den Exoplaneten TOI-560c zu untersuchen. Durch die Analyse von angepassten Transitlichtkurven, die vom CHEOPS-Teleskop bereitgestellt wurden, haben wir herausgefunden, dass TOI-560c einen Radius von 2,66 mal der Erde und eine Masse von 9,70 Erdmassen hat. Dies zeigt, dass dieser Exoplanet vom Typ Super-Erde ist. Darüber hinaus haben wir durch eine automatische Anpassung der Transitlichtkurve mit Hilfe der Software Allesfitter eine Umlaufzeit von 18,88 Tagen ermittelt. Anschließend haben wir das dritte Keplersche Gesetz angewendet, um die Entfernung zwischen TOI-560c und seinem Wirtsstern zu berechnen. Unsere Ergebnisse deuten auf eine Entfernung von 0,125 AE hin, was darauf hindeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche zu finden, angesichts seiner heißen Temperaturen von etwa 225ºC sehr gering ist. Schließlich haben wir die Dichte des Planeten mit Hilfe der Dichteformel berechnet. Auf diese Weise konnten wir schätzen, dass TOI-560c eine Dichte von etwa 3,89 g/cm^3 hat. Diese Dichtebestimmung deutet darauf hin, dass der Planet etwas leichter ist als der Mars, aber dichter als die Gasriesen in unserem eigenen Sonnensystem. Aufgrund der Werte, die wir für die Dichte von TOI-560c erhalten haben, vermuten wir, dass er aus felsigem Material wie Eisen oder Kohlenstoff besteht.

TOI-560c Ergebnisse und Analyse

Mit allen zur Verfügung gestellten Daten konnte unser Team das Rätsel um Toi-560c erfolgreich lösen. Zunächst haben wir die bereitgestellte Transitlichtkurve in Allesfitter angepasst, um Informationen über den Stern und den Planeten zu erhalten. Nachdem wir die Daten von Allesfitter erhalten hatten, begannen wir mit der Analyse der Ergebnisse.
Größe
Als erstes haben wir den Planetenradius nach der folgenden Formel berechnet:
Transittiefe (%) = (π R_planet^2) / (π R_stern^2) * 100
Wir haben die Transittiefe in der von Allesfitter zur Verfügung gestellten Grafik gefunden. Wir haben 0,14% als Wert für die Transittiefe ermittelt.

Abb.1 Tabelle der Transitlichtkurve des TOI-560c

Wir haben den Planetenradius auf folgende Weise isoliert:
R_TOI-560c = √ (Transittiefe (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Nach der Substitution kamen wir zu den folgenden Ergebnissen:

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

Aus diesen Ergebnissen schlossen wir, dass TOI-560c eine Super-Erde ist, da sein Radius mehr oder weniger doppelt so groß ist wie der der Erde.

 
Umlaufzeit und Abstand
Wir können den Wert der Umlaufzeit in einer von Allesfitter bereitgestellten Tabelle finden und müssen die Tage in Sekunden umrechnen.

Abb.2 Tabelle mit Informationen, die von der Armatur in Allesfitter bereitgestellt werden.
T = 18,8797 Tage = 1,6312 x 10^6 s
Wir müssen die Masse des Sterns in diese Formel einsetzen, und sie muss auch in Kilogramm angegeben werden. Wir können die Masse des Sterns in der Falldatei finden.

Abb.3 Informationen über den Stern in der Fallakte
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Der nächste Schritt bestand darin, die Entfernung zu seinem Stern zu berechnen. Um dieses Problem zu lösen, benutzten wir das 3. Keplersche Gesetz:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Dann haben wir die Entfernung aus der Formel isoliert:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Nachdem wir diese Einheiten geändert haben, ersetzen wir die Werte und erhalten das nächste Ergebnis:
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 AE
Aufgrund dieser Informationen kamen wir zu dem Schluss, dass dieser Planet aufgrund seiner geringen Entfernung zu seinem Stern möglicherweise unbewohnbar ist. Diese Entfernung bringt sehr heiße Temperaturen und eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit mit sich, flüssiges Wasser zu finden.

 
Temperatur und Bewohnbarkeit 
Wie wir in diesem Diagramm sehen können, hat der TOI-560c Temperaturen über 200ºC. In der Akte heißt es, dass die Temperatur mehr oder weniger 225 ºC beträgt.

Abb.4 Diagramm mit den Temperaturen und Entfernungen der verschiedenen Planeten, die im Video zu Schritt 4 gefunden wurden, von ihren Sternen.

Diese Temperatur kann durch die Nähe zu seinem Stern verursacht werden, da er nur 0,125 AE entfernt ist, wie wir zuvor berechnet haben. Deshalb halten wir diesen Planeten für unbewohnbar, denn seine extreme Hitze macht die Existenz von flüssigem Wasser sehr schwierig und wir könnten der Hitze und der Strahlung, die der Stern in dieser Entfernung aussendet, nicht widerstehen.

 
Dichte und Zusammensetzung
Als Letztes mussten wir die Dichte und die Zusammensetzung des Sterns überprüfen.

Zunächst einmal hatten wir die Dichteformel:
ρ = MV
Dann ersetzen wir die Masse durch die Masse des Planeten und das Volumen durch das Volumen des Planeten.
ρ_planet = M_planet / (4πR_planet^3 / 3) = 9,70*M_erde / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Wir können sehen, dass die Dichte von TOI-560c etwas leichter ist als die des Mars, nämlich 3,93 g/cm3.

Wie es in der Akte heißt, vermuten wir, dass TOI-560c ein Mini-Neptun oder eine Super-Erde ist, aber wir können seine Zusammensetzung nicht bestätigen. Wenn wir uns die Zusammensetzung dieser Art von Planeten ansehen, können wir davon ausgehen, dass TOI-560c ein Gesteinsplanet ist, der hauptsächlich aus Silizium und Sauerstoff besteht. Diese Elemente können von anderen begleitet sein, darunter Aluminium, Eisen, Magnesium oder Kalzium.

TOI-560c Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass TOI-560c aufgrund seiner hohen Temperatur, die wahrscheinlich durch die geringe Entfernung zu seinem Stern verursacht wird, für uns nicht bewohnbar ist. Seine Umlaufzeit ist viel kürzer als die des Merkurs, und seine Dichte ist etwas geringer als die des Mars. Sein Radius ist fast zweieinhalbmal so groß wie der der Erde, und seine Masse beträgt fast die Hälfte der Masse des Neptuns. Wir kennen seine Zusammensetzung nicht genau, es scheint sich um einen Planeten von der Größe eines Mini-Neptuns zu handeln, aber wir schließen daraus, dass er im Wesentlichen aus Gestein besteht, denn Gestein hat normalerweise eine Dichte von 2,5 ∼ 3 g / cm^3, also nehmen wir an, dass er aus Gestein und einem kleinen metallischen Kern besteht, bis wir Daten über die Zusammensetzung erhalten.

Unterstützende Dateien:

• Abb2.png
• Abb3.png
• Abb4.png
• Abb.1-1.png
• Titelblatt-1.png