Γκαλερί έργων 2023
Μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης από όλη την Ευρώπη έγιναν ντετέκτιβ εξωπλανητών με την ESA και χρησιμοποίησαν δεδομένα του δορυφόρου Cheops για να αποκαλύψουν τα μυστήρια δύο εξωπλανητών: KELT-3b και TOI-560c.
Εξερευνήστε τα παρακάτω έργα.
Abyss Watchers
Νικητής Βραβείου Καλύτερου Έργου
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Τσεχική Δημοκρατία 17 ετών 2 /
TOI-560c
Περιγραφή έργου TOI-560c:
Το έργο των Abyss Watchers χωρίζεται σε τρεις κύριες ενότητες.
Πρώτον, Εισαγωγή - ένα τμήμα όπου παρουσιάζεται η ίδια η ομάδα και όπου ορίζουμε τους όρους που θα χρησιμοποιηθούν σε όλο το έργο. Στην ενότητα αυτή περιγράφονται επίσης ορισμένες μέθοδοι ανακάλυψης νέων εξωπλανητών.
Δεύτερον, Οι υπολογισμοί μας - μια ενότητα που επικεντρώθηκε σε τέσσερις από τις πέντε εργασίες που ανατέθηκαν κατά τη διάρκεια του hackathon, οι οποίες περιλάμβαναν κυρίως μαθηματικούς υπολογισμούς. Σε αυτή την ενότητα, υπολογίζουμε την ακτίνα του TOI 560c, την τροχιακή περίοδο, την απόσταση από το άστρο καταγωγής του, τη μάζα, τον όγκο, την πυκνότητα και την τροχιακή ταχύτητα. Παρά τις σωστές μεθόδους μας, οι τιμές των οργανισμών ήταν μερικές φορές λίγο διαφορετικές, κυρίως λόγω του γεγονότος ότι είχαν πρώτης τάξεως πρόσβαση στις δικές τους προηγμένες επιστημονικές έρευνες και στα δικά τους δεδομένα αρχείου. Παρά τους παράγοντες αυτούς που επηρέασαν τα τελικά αποτελέσματα, οι αποκλίσεις μεταξύ των δικών μας τιμών και των τιμών των οργανισμών δεν ήταν πολύ σημαντικές και ορισμένες ήταν ακόμη και ελάχιστες έως μηδαμινές.
Τέλος, Πρόσθετες πληροφορίες - ένα τμήμα που επικεντρώθηκε κυρίως στην τελευταία εργασία, δηλαδή στον προσδιορισμό της σύνθεσης του εξωπλανήτη. Καθώς έγιναν πολύ λίγοι υπολογισμοί σε αυτή την ενότητα, έγινε μια συζήτηση που παρείχε επαρκή επιχειρήματα για τους ισχυρισμούς της. Ωστόσο, δεν αρκεστήκαμε στην απλή περιγραφή του TOI 560c και θελήσαμε να εμβαθύνουμε περισσότερο. Έτσι, συμπεριλάβαμε επίσης τον αστέρα TOI 560 και ολόκληρο το σύστημά του, γεγονός που οδήγησε σε πολύ ενδιαφέροντα και αξιοσημείωτα συμπεράσματα.
Το κύριο αποτέλεσμα της εργασίας μας είναι ένα αρχείο PDF σε LaTeX, το οποίο δημιουργήθηκε ως επιστημονική ερευνητική εργασία, χωρισμένο σε ενότητες και υποενότητες, ενώ παράλληλα είναι όσο το δυνατόν πιο επίσημα γραμμένο. Η βιβλιογραφία και οι πηγές έχουν παρατεθεί και αναφερθεί επίσης.
TOI-560c Αποτελέσματα και ανάλυση
Ακτίνα του πλανήτη
Με τις αρχικές πληροφορίες για τον TOI 560c και το άστρο του που μας παρείχε ήδη ο δορυφόρος Cheops, δεν ήταν πολύ δύσκολο να ξεκινήσουμε τους δικούς μας υπολογισμούς. Χρησιμοποιώντας την καμπύλη φωτός διέλευσης του TOI 560c, μπορέσαμε να υπολογίσουμε την ακτίνα του. Ο λόγος γι' αυτό είναι ότι το βάθος της διέλευσης του εξωπλανήτη ισοδυναμεί με το λόγο του εμβαδού του δίσκου του πλανήτη προς το εμβαδόν του δίσκου του άστρου. Μετρώντας το βάθος της διέλευσης και γνωρίζοντας την αστρική ακτίνα, μπορέσαμε να προσδιορίσουμε τον λόγο του εξωπλανήτη, λαμβάνοντας υπόψη το κατώτερο και το ανώτερο σφάλμα, να είναι μεταξύ 16594km και 16697km. Παρά τους σωστούς υπολογισμούς μας, το πρόγραμμα Allesfitter έδωσε διαφορετικά αποτελέσματα. Αυτή η διαφορά θα μπορούσε να οφείλεται είτε στη στρογγυλοποίηση ορισμένων τιμών στους υπολογισμούς μας είτε στο γεγονός ότι το Allesfitter μπορεί να χρησιμοποίησε διαφορετική μέθοδο από τη δική μας.
Περίοδος τροχιάς και απόσταση από το μητρικό αστέρι
Από το αρχείο των παρατηρήσεων του Χέοπα, η τροχιακή περίοδος του TOI 560c θα πρέπει να είναι 18,8797 (σε μονάδες ημερών). Χρησιμοποιώντας τον τρίτο νόμο του Κέπλερ, καταφέραμε να υπολογίσουμε την απόσταση μεταξύ του TOI 560c και του αστέρα καταγωγής του. Το αποτέλεσμα που πήραμε είναι 0,1249 au (αστρονομικές μονάδες), το οποίο είναι μια απόκλιση μόνο 0,0007 au από την τιμή του πίνακα που δόθηκε από τον Allesfitter. Αυτό θεωρήθηκε τεράστια επιτυχία από μέρους μας.
Μάζα, όγκος και πυκνότητα
Δυστυχώς, είναι αδύνατο να υπολογίσουμε τη μάζα του πλανήτη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της διέλευσης, αλλά άλλες μέθοδοι, όπως η ακτινική ταχύτητα, μας το επιτρέπουν. Παίρνοντας αυτή την τιμή από τον πίνακα, παίρνουμε την τιμή 9,7 (σε μονάδες μάζας Γης). Για να υπολογίσουμε τον όγκο του εξωπλανήτη, υποθέσαμε ότι έχει τέλεια σφαιρικό σχήμα, επιτρέποντάς μας να χρησιμοποιήσουμε τον τυπικό τύπο για τον όγκο μιας σφαίρας. Η τιμή που πήραμε ήταν 1,47247 * 10^22 m^3. Εάν είναι γνωστή τόσο η μάζα όσο και ο όγκος του πλανήτη, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εύκολα τον υπολογισμό της πυκνότητας. Λαμβάνοντας υπόψη το ανώτερο και το κατώτερο σφάλμα, εκτιμούμε ότι η πυκνότητα του πλανήτη κυμαίνεται μεταξύ 3,244 g * cm^-3 και 4,664 g * cm^-3. Για περαιτέρω υπολογισμούς και συζήτηση, χρησιμοποιήσαμε την τιμή περίπου 3,9 g * cm^-3.
Ταχύτητα τροχιάς
Για να υπολογίσουμε την ταχύτητα του TOI 560c, έπρεπε πρώτα να υπολογίσουμε τη γωνιακή του ταχύτητα. Το αποτέλεσμα ήταν ότι η γωνιακή ταχύτητα του TOI 560c είναι 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Στη συνέχεια, απλά πολλαπλασιάσαμε αυτή την τιμή με την απόσταση μεταξύ του TOI 560c και του άστρου του και πήραμε την τροχιακή ταχύτητα 71,994 km * s^-1.
Πλανητική σύνθεση
Αν και είναι αδύνατο να είμαστε απόλυτα σίγουροι για τη στοιχειακή σύνθεση του TOI 560c, υπάρχουν πολλά στοιχεία που μας δίνουν μια ιδέα για το τι θα μπορούσε να είναι. Για παράδειγμα, η εξάρτηση της ακτίνας του πλανήτη από τη μάζα του υποδηλώνει ότι ο πλανήτης είναι κάτω από τη σύνθεση του καθαρού νερού. Επομένως, υπάρχουν δύο πιο πιθανά αποτελέσματα. Είτε ο πλανήτης αποτελείται κυρίως από πάγο νερού και πυριτικά άλατα είτε έχει εσωτερικό σαν της Γης και περίβλημα από πτητικό υδρογόνο με παρουσία και ηλίου. Όπως φαίνεται από το γράφημα της ηλιακής ακτινοβολίας, ο TOI 560c βρίσκεται πολύ πάνω από τη λεγόμενη "κοιλάδα ακτίνας". Αυτό υποστηρίζει επίσης την ιδέα ότι ο πλανήτης διαθέτει ένα πτητικό περίβλημα.
Συμπεράσματα TOI-560c
Συμπερασματικά, οι πληροφορίες που μας παρείχε το CHEOPS μας επέτρεψαν να δημιουργήσουμε την καμπύλη φωτός διέλευσης του TOI-560c, να συμπεράνουμε την τροχιακή του περίοδο και την απόστασή του από το άστρο προέλευσης, να υπολογίσουμε τη μάζα, τον όγκο, την πυκνότητα και την τροχιακή του ταχύτητα. Παρά την επιτυχή περιγραφή των βασικών χαρακτηριστικών του TOI- 560c, θελήσαμε να εμβαθύνουμε όχι μόνο στις πληροφορίες για αυτόν τον πλανήτη συγκεκριμένα, αλλά και στις πληροφορίες για το άστρο καταγωγής του και το σύστημα γενικότερα. Τα πάντα εξηγούνται στο αρχείο PDF που αναρτήθηκε. Θα ενθαρρύναμε ιδιαίτερα τη διεξαγωγή περαιτέρω φασματοσκοπίας και στους δύο εξωπλανήτες του συστήματος TOI-560, καθώς θα μπορούσαν να διεξαχθούν περισσότερες έρευνες στη συνέχεια.
Υποστηρικτικά αρχεία:
