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.
Abyss Watchers
Premio al mejor proyecto
Gimnasio de verano Hradec Králové - královéhradecký kraj República Checa 17 años 2 /
TOI-560c
Descripción del proyecto TOI-560c:
El proyecto de los Observadores del Abismo se divide en tres secciones principales.
En primer lugar, Introducción: sección en la que se presenta el propio equipo y se definen los términos que se utilizarán a lo largo de todo el proyecto. En esta sección también se describen algunos métodos para descubrir nuevos exoplanetas.
En segundo lugar, Nuestros cálculos, una sección que se centra en cuatro de las cinco tareas asignadas durante el hackathon y que incluyen principalmente cálculos matemáticos. En esta sección, calculamos el radio, el periodo orbital, la distancia a su estrella de origen, la masa, el volumen, la densidad y la velocidad orbital del TOI 560c. A pesar de que nuestros métodos eran correctos, los valores de las agencias eran a veces un poco diferentes debido principalmente a que tenían acceso de primer orden a sus propias investigaciones científicas avanzadas y a los datos de sus archivos. A pesar de que estos factores influyeron en los resultados finales, las discrepancias entre nuestros valores y los de las agencias no fueron demasiado significativas y algunas fueron incluso escasas o nulas.
Por último, Información adicional, una sección centrada principalmente en la última tarea, es decir, averiguar la composición del exoplaneta. Como en esta sección se hicieron muy pocos cálculos, se convirtió en una discusión que aportaba suficientes argumentos a sus afirmaciones. Sin embargo, no nos conformamos con describir TOI 560c y quisimos profundizar más. Por eso incluimos también la estrella TOI 560 y todo su sistema, lo que nos llevó a conclusiones muy interesantes y dignas de mención.
El principal resultado de nuestro trabajo es un archivo PDF hecho en LaTeX que se ha realizado como un trabajo de investigación científica, minuciosamente dividido en secciones y subsecciones y, al mismo tiempo, redactado de la forma más formal posible. También se han proporcionado y citado la bibliografía y las fuentes.
TOI-560c Resultados y análisis
Radio del planeta
Con la información inicial sobre TOI 560c y su estrella ya proporcionada por el satélite Keops, no fue demasiado difícil iniciar nuestros propios cálculos. Utilizando la curva de luz del tránsito de TOI 560c, pudimos calcular su radio. La razón es que la profundidad del tránsito de un exoplaneta es equivalente a la relación entre el área del disco del planeta y el área del disco de la estrella. Midiendo la profundidad del tránsito y conociendo el radio estelar, podríamos determinar que el cociente del exoplaneta, considerando los errores inferior y superior, se sitúa entre 16594 km y 16697 km. A pesar de que nuestros cálculos eran correctos, el programa Allesfitter proporcionó resultados diferentes. Esta discrepancia podría deberse al redondeo de algunos valores en nuestros cálculos o al hecho de que Allesfitter podría haber utilizado un método diferente al nuestro.
Período orbital y distancia a la estrella de origen
A partir del archivo de observaciones de Keops, el periodo orbital de TOI 560c debería ser de 18,8797 (en unidades de días). Utilizando la tercera ley de Kepler, hemos podido calcular la distancia entre TOI 560c y su estrella de origen. El resultado que obtuvimos es de 0,1249 au (unidades astronómicas), lo que supone una discrepancia de sólo 0,0007 au respecto al valor de la tabla proporcionado por Allesfitter. Esto se consideró un gran éxito por nuestra parte.
Masa, volumen y densidad
Desgraciadamente, es imposible calcular la masa del planeta utilizando el método del tránsito, pero otros métodos como la velocidad radial nos permiten hacerlo. Tomando este valor de la tabla, obtenemos el valor de 9,7 (en unidades de masa terrestre). Para calcular el volumen del exoplaneta, hemos supuesto que tiene una forma perfectamente esférica, lo que nos permite utilizar la fórmula estándar para el volumen de una esfera. El valor que obtuvimos fue 1,47247 * 10^22 m^3. Si conocemos tanto la masa como el volumen del planeta, podemos calcular fácilmente la densidad. Teniendo en cuenta los errores superior e inferior, estimamos que la densidad del planeta se sitúa entre 3,244 g * cm^-3 y 4,664 g * cm^-3. Para otros cálculos y discusiones, utilizamos el valor de aproximadamente 3,9 g * cm^-3.
Velocidad orbital
Para calcular la velocidad de TOI 560c, primero tuvimos que calcular su velocidad angular. El resultado fue que la velocidad angular de TOI 560c es de 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Después, simplemente multiplicamos este valor por la distancia entre TOI 560c y su estrella y obtuvimos la velocidad orbital de 71,994 km * s^-1.
Composición planetaria
Aunque es imposible estar completamente seguros de la composición elemental de TOI 560c, hay muchas pistas que nos dan una pista de lo que podría ser. Por ejemplo, la dependencia del radio del planeta respecto a su masa sugiere que el planeta tiene una composición inferior a la del agua pura. Por tanto, hay dos resultados más probables. O bien el planeta está compuesto en su mayor parte por hielo de agua y silicatos, o bien tiene un interior similar al de la Tierra y una envoltura volátil de hidrógeno con presencia también de helio. Como muestra el gráfico de insolación, TOI 560c se encuentra muy por encima del llamado "valle del radio". Esto también apoya la idea de que el planeta posee una envoltura volátil.
TOI-560c Conclusiones
Para concluir, la información proporcionada por CHEOPS nos permitió crear la curva de luz de tránsito de TOI-560c, deducir su periodo orbital y la distancia a su estrella de origen, calcular su masa, volumen, densidad y velocidad orbital. A pesar de haber descrito con éxito las características básicas de TOI- 560c, queríamos profundizar no sólo en la información sobre este planeta en concreto, sino también en la información sobre su estrella de origen y el sistema en general. Todo está explicado en el archivo PDF subido. Recomendamos encarecidamente que se realicen más espectroscopias en ambos exoplanetas del sistema TOI-560, ya que después se podrían llevar a cabo más investigaciones.
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