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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Hvězdičky
Gymnázium Matyáše Lercha Brünn - Jihomoravský kraj Tschechische Republik 16 Jahre alt 2 / 2
TOI-560c
TOI-560c Projektbeschreibung:
Hack an exoplanet ist ein Projekt unter der Schirmherrschaft der ESA (Europäische Weltraumorganisation). In diesem Fall können wir auch von einer besonderen Art von Hackathon sprechen. Der ESA-Satellit Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) hat Anfang dieses Jahres zwei interessante Exoplaneten entdeckt - KELT-3b und TOI-560c. Und unser Ziel ist es, diese Daten zu analysieren und neue Informationen über einen von ihnen zu erhalten.
Ein Planet, den wir ausgewählt haben, ist der Planet TOI-560c, der manchmal auch als Mini-Neptun bezeichnet wird.
Welche Daten kennen wir bereits? Wir kennen seine Masse (9,70 +1,80-1,70 MEarth) und seine erwartete Temperatur (225 ± 15 °C). Der Planet TOI-560c umkreist zusammen mit dem Planeten TOI-560b den kleinen orange-roten Stern TOI-560. Dieser Stern ist durch die Größen Masse = 0,73 ± 0,02 MSun und Radius = 0,65 ± 0,02 RSun gekennzeichnet. Daher können wir sicher sein, dass dieser Stern kleiner als unsere Sonne und gleichzeitig kühler ist. Das gesamte System befindet sich im Sternbild Hydra, etwa 103 Lichtjahre von der Erde entfernt.
Die angegebenen Formeln (auf der Website) sollen uns auch bei der Berechnung der Daten helfen.
Aber was ist eigentlich unsere Aufgabe? Wir müssen den Radius des ausgewählten Planeten, seine Umlaufzeit, die Entfernung vom Wirtsstern, die Dichte des Planeten selbst und damit seine voraussichtliche Zusammensetzung im Vergleich zu den Planeten unseres Sonnensystems herausfinden.
TOI-560c Ergebnisse und Analyse
DIE GRÖSSE DES EXOPLANETEN
Zuerst hatten wir ein Diagramm mit Daten von CHEOPS. Darin sollten wir ein Modell des reduzierten Lichts des Sterns während des Transits erstellen, indem wir herausfinden, welche Parameter am besten zu dem Modell passen. Die Parameter waren: der Radius des Wirtssterns (RS), den wir aus der Datei kannten, der Radius des Planeten (RP) und die mittlere Transitzeit. Dann sollten wir den Radius des Planeten berechnen und ihn mit dem Wert der besten Modellanpassung vergleichen.
RS = 0,65 RSun
RP = Formel1 ≐ 0,029 RSun ≐ 3,17 REarth
Transittiefe = 0,2 %
Unsere Berechnung war 0,07 REarth größer als unser Best-Fit-Wert im Allesfitter, hauptsächlich wegen unserer Rundung der Transittiefe. Das endgültige Diagramm war auch leicht gekippt (Diagramm 1) (Tabelle 1). Daraus können wir schließen, dass das Licht des Sterns immer kleiner wurde, was darauf hindeutet, dass der Satellit nach einiger Zeit leicht abgelenkt wurde.
ORBITALER ZEITRAUM
Nachdem wir die Kurve erstellt hatten, konnten wir auf neue Informationen zugreifen (Tabelle 2):
RP = 2,384+0,071-0,066 Erde
RS = 0,652+0,017-0,018 RSun
Mittlere Transitzeit = 0,4426+0,0050-0,0053 Tage
T = 18,8797 Tage
d = 0,1242 AU
* Für alle weiteren Berechnungen haben wir diese neuen Informationen verwendet
UMLAUFBAHNABSTAND
Mit diesen neu gewonnenen Informationen sollten wir die Halbachse (d) aus dem Archiv und die von uns berechnete vergleichen.
d = Formel2 ≐ 1,869 1010 m ≐ 0,1249 AE
Unsere Berechnung war 7,4 10-4 größer als die Beobachtungen aus dem Archiv.
ZUSAMMENSETZUNG UND DICHTE
Die letzten Gleichungen, die wir verwendet haben, dienten zur Berechnung der Dichte des Planeten unter der Annahme, dass der Planet eine perfekte Kugel ist.
V = Formel3 ≐ 1,473 1028 cm^3
ρ = Formel4 ≐ 3,934 g.cm^-3
TOI-560c Schlussfolgerungen
In diesem Projekt haben wir einige Informationen über den Planeten TOI-560c gesammelt und in diesem Teil möchten wir sie zusammenfassen.
Masse: 9.7 +1.80 -1.70 MEARTH
Radius: 2.384 +0.066 -0.071 REARTH
Dichte: 3,934 +1,173 -0,945 g/cm3
Umlaufzeit: 18,8797 Tage
Entfernung zum Wirtsstern: 0,124 +0,0011 -0,0012 AE
Temperatur: 225 ± 15 ˚C
Entdeckt: 2021 durch die TESS-Studie
Aus den berechneten Informationen wissen wir, dass der Planet am 23. Januar 2023 um 13:12 Uhr MEZ vor dem Stern vorbeizog und am 11. Februar 2023 um 10:18 Uhr MEZ erneut vorbeizog. Ab dem 14. Juni 2023 wird der nächstgelegene Transit für uns am 23. Juni um 14:06 Uhr MEZ stattfinden.
Die durchschnittliche Temperatur auf der Oberfläche des Planeten TOI-560c beträgt etwa 225 ˚C, was definitiv zu warm ist, um dort Leben zuzulassen (oder zumindest die Art von Leben, die wir hier auf der Erde kennen). Die Temperatur liegt irgendwo zwischen den Temperaturen der Oberflächen von Merkur und Venus.
Der Planet TOI-560c ist etwa 2,4 mal größer und 9,7 mal schwerer als die Erde. Seine Umlaufzeit ist im Vergleich zu Merkur sogar um 70 Tage kürzer.
Verglichen mit der Dichte anderer Planeten im Sonnensystem ist TOI-560c ähnlich wie der Mars (der Mars ist ein fester terrestrischer Planet, der aus Elementen wie Silizium, Sauerstoff, Eisen, Magnesium, Schwefel, Phosphor und Aluminium besteht).
Entsprechend der angenommenen Zusammensetzung von Mini-Neptunes kann die Zusammensetzung von TOI-560c sein:
felsiger Kern (aus Metallen wie Eisen)
Umhüllung/Kernabdeckung aus Wasser, Eis oder Gas
Atmosphäre aus Helium und Wasserstoff
Alles in allem möchten wir sagen, dass es für uns sehr interessant war, so etwas auszuprobieren. Wir sind wirklich dankbar für die Gelegenheit, diese Art von Projekt auszuprobieren und auch für alles Neue, das wir gelernt haben. Wir sind bereits auf der Suche nach einer weiteren Veranstaltung.
Unterstützende Dateien:
