Galería de proyectos 2023
Estudiantes de secundaria de toda Europa se convirtieron en detectives de exoplanetas con la ESA y utilizaron los datos del satélite Cheops para desvelar los misterios de dos objetivos exoplanetarios: KELT-3b y TOI-560c.
Explore los proyectos a continuación.
JOVAAS
Premio al mejor proyecto
Sociedad Astronómica de Sabadell Sabadell - Cataluña España 18 años, 17 años, 16 años 4 / 1
TOI-560c
Descripción del proyecto TOI-560c:
Como parte del Hackathon Hack an Exoplanet, hemos analizado los datos proporcionados por la ESA para investigar el exoplaneta TOI-560c. Mediante el análisis de curvas de luz de tránsito ajustadas proporcionadas por el telescopio CHEOPS, hemos descubierto que TOI-560c tiene un radio de 2,66 veces la Tierra y una masa de 9,70 masas terrestres. Esto revela que este exoplaneta es del tipo super-Tierra. Además, hemos obtenido un periodo orbital de 18,88 días mediante un ajuste automatizado de la curva de luz de tránsito, facilitado por el software Allesfitter. Posteriormente, hemos utilizado la tercera ley de Kepler para calcular la distancia entre TOI-560c y su estrella anfitriona. Nuestros resultados indican una distancia de 0,125 UA, lo que indica que la posibilidad de encontrar agua líquida en su superficie es muy baja, dadas sus altas temperaturas de unos 225ºC. Por último, calculamos la densidad del planeta mediante la fórmula de la densidad. Esto nos permitió estimar que TOI-560c tiene una densidad de aproximadamente 3,89 g/cm^3. Esta determinación de la densidad indica que el planeta es ligeramente más ligero que Marte, pero más denso que los gigantes gaseosos presentes en nuestro propio sistema solar. Debido a los valores que hemos obtenido para la densidad de TOI-560c, especulamos que está compuesto de materiales rocosos como hierro o carbono.
TOI-560c Resultados y análisis
Con todos los datos proporcionados, nuestro equipo resolvió con éxito el misterio de Toi-560c. En primer lugar, ajustamos la curva de luz de tránsito proporcionada en Allesfitter para obtener información sobre la estrella y el planeta. Tras obtener los datos de Allesfitter, comenzamos el análisis de los resultados.
Talla
Lo primero que hicimos fue calcular el radio del Planeta, siguiendo la siguiente fórmula:
Profundidad de tránsito (%) = (π R_planeta^2) / (π R_estrella^2) * 100
Encontramos la profundidad de tránsito en el gráfico proporcionado por Allesfitter. Elegimos 0,14% como valor de profundidad de tránsito.
Fig.1 Tabla de curvas de luz de tránsito de TOI-560c
Aislamos el radio del planeta de la siguiente manera:
R_TOI-560c = √ (Profundidad de tránsito (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Tras la sustitución, llegamos a los siguientes resultados:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_tierra
Con estos resultados concluimos que TOI-560c es una supertierra porque su radio es más o menos dos veces mayor que el de la Tierra.
Periodo orbital y Distancia
Podemos encontrar el valor del periodo orbital en una tabla proporcionada por Allesfitter y necesitamos convertir los días en segundos.
Fig.2 Tabla con la información proporcionada por el herraje en Allesfitter.
T = 18,8797 días = 1,6312 x 10^6 s
Necesitamos utilizar la masa de la estrella en esta fórmula y también debe estar en kilogramos. Podemos encontrar la masa de la estrella en la ficha del caso.
Fig.3 Información sobre la estrella encontrada en el expediente del caso
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
El siguiente paso era calcular la distancia a su estrella. Para resolver ese problema utilizamos la 3ª Ley de Kepler:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Luego aislamos la distancia de la fórmula:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Una vez cambiadas estas unidades, sustituimos los valores y conseguimos el siguiente resultado:
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 UA
Con esta información, llegamos a la conclusión de que este planeta es potencialmente inhabitable debido a la corta distancia que lo separa de su estrella. Esta distancia implica temperaturas realmente elevadas y una posibilidad muy baja de encontrar agua líquida.
Temperatura y habitabilidad
Como podemos ver en este diagrama, TOI-560c tiene temperaturas superiores a 200ºC. En el expediente del caso, está escrito que la temperatura es más o menos 225ºC.
Fig.4 Diagrama con las temperaturas y distancias desde sus estrellas de los diferentes planetas encontrados en el vídeo del Paso 4.
Esta temperatura puede deberse a su proximidad a su estrella, ya que se encuentra a sólo 0,125 UA, como calculamos anteriormente. Por eso consideramos este planeta inhabitable, porque su calor extremo hace muy difícil la existencia de agua líquida y no podríamos resistir el calor y la radiación emitida por la estrella a esta distancia.
Densidad y composición
Lo último que teníamos que comprobar era la densidad y la composición de la estrella.
En primer lugar, teníamos la fórmula de la densidad:
ρ = MV
A continuación, sustituimos la masa por la masa del planeta y el volumen por el volumen del planeta.
ρ_planeta = M_planeta / (4πR_planeta^3 / 3) = 9,70*M_tierra / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Podemos ver que la densidad de TOI-560c es un poco más ligera que la de Marte, siendo esta segunda de 3,93 g/cm3.
Como dice el expediente, suponemos que TOI-560c es un mini-Neptuno o una super-Tierra, pero no podemos confirmar su composición. Aunque, si nos fijamos en la composición de este tipo de planetas, podemos esperar que TOI-560c sea un planeta rocoso, formado principalmente por silicio y oxígeno. Estos elementos pueden estar acompañados de otros, como aluminio, hierro, magnesio o calcio.
TOI-560c Conclusiones
En conclusión, podemos afirmar que TOI-560c no es habitable para nosotros debido a su elevada temperatura, probablemente causada por la corta distancia a su estrella. Su período orbital es mucho más rápido que el de Mercurio y su densidad es algo inferior a la de Marte. Tiene un radio de casi dos veces y media el radio terrestre con una masa de casi la mitad de la masa de Neptuno. No podemos saber exactamente su composición, parece que es un planeta del tamaño de un mini-Neptuno, pero deducimos que está formado básicamente por rocas, ya que las rocas suelen tener una densidad de 2,5 ∼ 3 g / cm^3, por lo que suponemos que está compuesto por rocas y un pequeño núcleo metálico hasta que se puedan obtener datos sobre la composición.
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