Väljakutse null

Cheops_illustratsioon_pillarid

Mini-väljakutse

ALGAJATE TASE
12 kuni 18 aastat vana

Viige see uurimine lõpule et teada saada, kuidas analüüsida satelliidiandmeid, et avastada suurus ja orbiidi pikkus. eksoplaneetide tiirlemisperioodi ja saada tõeliseks eksoplaneetide detektiiviks.

Küsimus 1

Eksoplaneedid on planeedid, mis tiirlevad ümber muude tähtede kui meie Päikese ümber. Me oleme avastanud üle 5000 eksoplaneedi, kuid neid on raske avastada, sest neilt saadav signaal on väike võrreldes nende suuremate ja heledamate peremeestaevade palju suurema signaaliga.

Kuidas eksoplaneete avastatakse?

Valige üks või mitu võimalust.

  • Eksoplaneetide otsese tuvastamisega
  • Reisides eksoplaneetidele
  • Mõõtes muutusi peremeestaeva liikumises
  • Mõõtes muutusi valguses, mida me saame tähelt

Küsimus 2

Üheks meetodiks eksoplaneetide avastamiseks on transiitfotomeetria. Eksoplaneet avastatakse, mõõtes tähelt tuleva valguse tuhmumist, kui eksoplaneet liigub tähe ja teleskoobi vahelt läbi. Seda nimetatakse eksoplaneedi transiidiks.

A valguskõver on peremeestaeva valguse mõõtmine teatud aja jooksul. Tähe valguskõvera languse suurust eksoplaneetide transiidi ajal nimetatakse transiidi sügavus.

Milline on transiidi sügavus joonisel 1 kujutatud valguskõveras?

Joonis 1: Simuleeritud valguskõver, sealhulgas üks transiit

Valige üks võimalus.

  • 10%
  • 1%
  • 8%
  • 0.8%

Küsimus 3

Analüüsime nüüd KELT-3 tähe tõelist valguskõverat. Andmed on saadud ESA satelliidi Cheops poolt jaanuaris 2023.
Analüüsige valguskõverat. Mõõtke eksoplaneedi KELT-3b transiidisügavus ja hinnake selle raadiust, kasutades alljärgnevat võrrandit.

\text{planeedi raadius} \approx \sqrt{\text{tähe raadius}^2 × \frac{\text{läbimissügavus}}{100\%}}

KELT-3 tähe raadius on 1,7 korda suurem kui Päikese raadius.

Kui suur on eksoplaneedi KELT-3b raadius?

Joonis 2: KELT-3b andmed Cheopsist koos allesfitteri parima sobitusmudeliga transiitvalguskõvera kohta.

Valige üks võimalus.

  • Umbes 0,16 korda suurem kui Päikese raadius.
  • Umbes 1,6 korda suurem kui Päikese raadius.
  • Umbes 0,43 korda suurem kui Päikese raadius.
  • Umbes 0,04 korda suurem kui Päikese raadius.

Küsimus 4

Joonisel 3 on kujutatud simuleeritud valguskõver, mis kujutab eksoplaneedi peremeestaeva valguse mõõtmisi ühe nädala jooksul. Selle aja jooksul läbis simuleeritud eksoplaneet kolm korda. Selle võltsitud eksoplaneedi perioodi saab hinnata, mõõtes valguskõvera languste vahelist kaugust.

Milline on selle eksoplaneedi orbitaalperiood?

Joonis 3: Simuleeritud valguskõver, sealhulgas mitu transiiti.

Valige üks võimalus.

  • 1 päev
  • 1,5 päeva
  • 2 päeva
  • 2,5 päeva

Küsimus 5

Nüüd olete valmis tõlgendama K2-141 mõõdetud valguskõverat. Andmed on saadud ESA satelliidi Cheops poolt septembris 2023.

Analüüsige joonisel 4 esitatud valguskõverat. Kirjeldage, millist teavet saate sellest andmestikust välja lugeda.

Joonis 4: K2-141 tähe valguskõver, sinised ringid kujutavad Cheopsiga võetud andmeid ja punane joon on allesfitteri parima sobitusega mudel.

 

Lisateave: K2-141 tähe raadius on 0,7 korda suurem kui Päikese raadius.

 

Kas te näete midagi ebatavalist krundil?

Selgitage oma tähelepanekuid. 

 

Küsimus 6

Eksoplaneedid on väga erinevad, neil võib olla erinev suurus, mass ja temperatuur. Me võime neid rühmitada erinevatesse tüüpidesse, seostades nende omadusi meie Päikesesüsteemi planeetidega.

 

 

Analüüsige kõigi allpool esitatud planeetide ja eksoplaneetide omadusi. Ühendage iga eksoplaneedi tüüp selle nimega.

  • Kuum Jupiter
  • Mini-Neptuun
  • Super-Earth
  • K2-141b
  • KELT-3b
  • TOI-560c

Maa

\footnotesize \text{raadius} = 1 × \text{Põhja raadius}
\footnotesize \text{mass} = 1 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = 15 \degree C

Jupiter

\footnotesize \text{raadius} = 11.21 × \text{Põhja raadius}
\footnotesize \text{mass} = 317,8 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = -110\degree C

Neptuun

\footnotesize \text{raadius} = 3.88 × \text{Põldi raadius}
\footnotesize \text{mass} = 17.1 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = -200\degree C

KELT-3b

\footnotesize \text{raadius} = 17.5 × \text{Põldi raadius}
\footnotesize \text{mass} = 617 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = 1543 \degree C

TOI-560c

\footnotesize \text{raadius} = 2.4 × \text{Suurus Maa raadius}
\footnotesize \text{mass} = 10 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C

K2-141b

\footnotesize \text{raadius} = 1.5 × \text{Põldi raadius}
\footnotesize \text{mass} = 5 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C

Temperatuur viitab keskmisele temperatuurile planeedi pinnal.
Planeetide ja eksoplaneetide suurus ei ole mõõtkavas. 

Küsimus 7

Praeguse seisuga on Maa ainus koht Universumis, millest me teame, et seal on elu. Planeedi Maa vanimad dateeritud fossiilid on 3,7 miljardit aastat vanad. Kui elu meie planeedil esmakordselt tekkis, olid tingimused väga erinevad. 

Kas te arvate, et elu võiks eksisteerida mõnel eelpool loetletud kolmest eksoplaneedist? 

 

 

Selgitage, miks.

 

 

Mini-väljakutse

Teie uurimise edenemine

Lõpetatud!

Jätkake oma uurimistööd, analüüsides üksikasjalikult KELT-3b, TOI-560c või K2-141 planeedisüsteemi Cheopsi andmeid. 

Jätkata uurimist

Valige oma lehekülg