Projekti galerii 2023
Euroopa keskkooliõpilased said koos ESAga eksoplaneedi detektiivideks ja kasutasid Cheopsi satelliidi andmeid, et avastada kahe eksoplaneedi salapära: KELT-3b ja TOI-560c.
Tutvu allpool esitatud projektidega.
JOVAAS
Parima projekti auhinna võitja
Sabadelli astronoomiline ühing Sabadell - Kataloonia Hispaania 18-aastane, 17-aastane, 16-aastane 4 / 1
TOI-560c
TOI-560c projekti kirjeldus:
Hack an Exoplanet Hackathon'i raames analüüsisime ESA esitatud andmeid, et uurida eksoplaneeti TOI-560c. CHEOPSi teleskoobilt saadud transiitvalguskõverate analüüsi abil leidsime, et TOI-560c raadius on 2,66 korda suurem kui Maa ja mass 9,70 Maa massi. See näitab, et see eksoplaneet on super-Maa tüüpi. Lisaks saime transiidi valguskõvera automaatse sobitamise abil, mida hõlbustas tarkvara Allesfitter, orbitaalperioodiks 18,88 päeva. Seejärel kasutasime Kepleri kolmandat seadust, et arvutada TOI-560c ja tema peremeestaeva vaheline kaugus. Meie tulemused näitavad 0,125 AU kaugust, mis näitab, et vedela vee leidmise võimalus selle pinnal on väga väike, arvestades selle kuuma, umbes 225ºC, temperatuuri. Lõpuks arvutasime planeedi tiheduse valemiga. See võimaldas meil hinnata, et TOI-560c tihedus on umbes 3,89 g/cm^3. See tiheduse määramine näitab, et planeet on veidi kergem kui Marss, kuid tihedam kui meie Päikesesüsteemis olevad gaasihiiglased. TOI-560c tiheduse kohta saadud väärtuste põhjal oletame, et ta koosneb kivimaterjalidest, näiteks rauast või süsinikust.
TOI-560c tulemused ja analüüs
Kõigi esitatud andmete põhjal lahendas meie meeskond edukalt Toi-560c mõistatuse. Kõigepealt sobitasime esitatud transiidi valguskõverat Allesfitteris, et saada teavet tähe ja planeedi kohta. Pärast andmete saamist Allesfitterist alustasime tulemuste analüüsi.
Suurus
Esimese asjana arvutasime välja planeedi raadiuse, järgides järgmist valemit:
Transiidisügavus (%) = (π R_planeet^2) / (π R_täht^2) * 100
Transiidisügavuse leidsime Allesfitteri esitatud graafikust. Me valisime transiidisügavuse väärtuseks 0,14%.
Joonis 1 TOI-560c transiitvalguskõvera tabel
Me isoleerisime planeedi raadiuse järgmiselt:
R_TOI-560c = √ (transiidisügavus (%) * R_täht^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Pärast asendamist jõudsime järgmiste tulemusteni:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_earth
Nende tulemuste põhjal jõudsime järeldusele, et TOI-560c on super-Maa, sest selle raadius on enam-vähem kaks korda suurem kui Maa raadius.
Orbitaalperiood ja kaugus
Orbitaalperioodi väärtuse leiame Allesfitteri esitatud tabelist ja meil on vaja teisendada päevad sekunditeks.
Joonis 2 Tabel, mis sisaldab Allesfitteris esitatud teavet paigalduse kohta.
T = 18,8797 päeva = 1,6312 x 10^6 s
Me peame selles valemis kasutama tähe massi ja see peab olema samuti kilogrammides. Tähe massi leiame juhtumi failist.
Joonis 3 Juhtumi toimikust leitud teave tähe kohta
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Järgmine samm oli arvutada kaugus selle tähest. Selle probleemi lahendamiseks kasutasime Kepleri 3. seadust:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Seejärel eraldasime valemist kauguse:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Kui me muutsime neid ühikuid, asendasime väärtused ja saavutasime järgmise tulemuse:
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 AU
Selle teabe põhjal jõudsime järeldusele, et see planeet on potentsiaalselt elamiskõlbmatu, sest ta on oma tähest väga kaugel. Selline kaugus tähendab väga kuuma temperatuuri ja väga väikest võimalust leida vedelat vett.
Temperatuur ja elamiskõlblikkus
Nagu näeme sellel diagrammil, on TOI-560c temperatuurid üle 200ºC. Juhtumi toimikus on kirjas, et temperatuur on enam-vähem 225ºC.
Joonis 4 Diagramm, millel on esitatud temperatuurid ja kaugused eri planeetide tähtedest, mis on leitud 4. sammu videost.
See temperatuur võib olla tingitud selle lähedusest oma tähele, olles ainult 0,125 AU kaugusel, nagu me eelnevalt arvutasime. Seetõttu peame seda planeeti elamiskõlbmatuks, sest selle äärmuslik soojus muudab vedela vee olemasolu väga raskeks ja me ei suudaks sellisel kaugusel vastu pidada tähe poolt kiiratavale soojusele ja kiirgusele.
Tihedus ja koostis
Viimane asi, mida me pidime kontrollima, oli tähe tihedus ja koostis.
Kõigepealt oli meil tiheduse valem:
ρ = MV
Seejärel asendame massi planeedi massiga ja mahu planeedi ruumalaga.
ρ_planeet = M_planeet / (4πR_planeet^3 / 3) = 9,70*M_maa / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Me näeme, et TOI-560c tihedus on veidi väiksem kui Marsi tihedus, olles sel korral 3,93 g/cm3 .
Nagu juhtumi toimikus öeldakse, oletame, et TOI-560c on mini-Neptuun või super-Maa, kuid me ei saa selle koostist kinnitada. Kuigi, kui me vaatame seda tüüpi planeetide koostist, võime eeldada, et TOI-560c on kiviplaneet, mis koosneb peamiselt ränist ja hapnikust. Nendele elementidele võivad lisanduda teised, sealhulgas alumiinium, raud, magneesium või kaltsium.
TOI-560c Järeldused
Kokkuvõtteks võime kinnitada, et TOI-560c ei ole meile elamiskõlblik oma kuuma temperatuuri tõttu, mis on tõenäoliselt tingitud lühikesest kaugusest oma tähest. Selle orbiidi periood on palju kiirem kui Merkuuri oma ja selle tihedus on veidi väiksem kui Marsil. Selle raadius on peaaegu kaks ja pool korda suurem kui Maa raadius ja selle mass on peaaegu pool Neptuuni massist. Me ei saa täpselt teada tema koostist, tundub, et tegemist on mini-Neptuuni-suurusega planeediga, kuid me järeldame, et ta on põhiliselt moodustunud kivimitest, sest kivimite tihedus on tavaliselt 2,5 ∼ 3 g / cm^3, seega oletame, et ta koosneb kivimitest ja väikesest metallist tuumast, kuni võib saada andmeid koostise kohta.
Toetavad failid:
