Nollahaaste

Kheopsin_kuvitus_pilarit

Minihaaste

ALOITTELIJOIDEN TASO
12-18-vuotiaat

Suorita tämä tutkimus loppuun selvittääksesi, miten analysoida satelliittitietoja, jotta saat selville koon ja kiertoradan eksoplaneettojen kiertoaika ja tulla todelliseksi eksoplaneettojen etsiväksi.

Kysymys 1

Eksoplaneetat ovat planeettoja, jotka kiertävät muita tähtiä kuin Aurinkoamme. Olemme löytäneet yli 5000 eksoplaneettaa, mutta niitä on vaikea havaita, koska niiden vastaanottama signaali on pieni verrattuna niiden isompien ja kirkkaampien isäntätähtien paljon suurempaan signaaliin.

Miten eksoplaneetat havaitaan?

Valitse yksi tai useampi vaihtoehto.

  • Havaitsemalla eksoplaneetat suoraan -
  • Matkustamalla eksoplaneetoille
  • Mittaamalla isäntätähden liikkeen vaihteluita
  • Mittaamalla tähdestä saamamme valon vaihteluita -

Kysymys 2

Yksi menetelmä eksoplaneettojen havaitsemiseksi on läpikulkufotometria. Eksoplaneetta havaitaan mittaamalla tähdestä tulevan valon himmeneminen, kun eksoplaneetta kulkee tähden ja kaukoputken välistä. Tätä kutsutaan eksoplaneetan läpikuluksi.

A valokäyrä on isäntätähden valon mittaus tietyn ajanjakson aikana. Tähden valokäyrässä eksoplaneetan läpikulun aikana tapahtuvan notkahduksen suuruutta kutsutaan nimellä läpikulun syvyys.

Mikä on transitiosyvyys kuvassa 1 esitetyssä valokäyrässä?

Kuva 1: Simuloitu valokäyrä, mukaan lukien yksi läpikulku.

Valitse yksi vaihtoehto.

  • 10%
  • 1%
  • 8%
  • 0.8%

Kysymys 3

Analysoidaan nyt KELT-3-tähden todellista valokäyrää. ESA:n Cheops-satelliitti keräsi tiedot tammikuussa 2023.
Analysoi valokäyrä. Mittaa eksoplaneetan KELT-3b läpikulkusyvyys ja arvioi sen säde alla olevan yhtälön avulla.

\text{planeetan säde} \approx \sqrt{\text{tähden säde}^2 × \frac{\text{kulkusyvyys}}{100\%}}}

KELT-3-tähden säde on 1,7 kertaa Auringon säde.

Mikä on eksoplaneetta KELT-3b:n säde?

Kuva 2: KELT-3b-tiedot Cheopsista ja allesfitterin parhaan sovitusmallin mukainen kauttakulkuvalokäyrä.

Valitse yksi vaihtoehto.

  • Noin 0,16 kertaa Auringon säde.
  • Noin 1,6 kertaa auringon säde.
  • Noin 0,43 kertaa auringon säde.
  • Noin 0,04 kertaa auringon säde.

Kysymys 4

Kuvassa 3 on simuloitu valokäyrä, joka edustaa eksoplaneetan isäntätähden valon mittauksia yhden viikon ajalta. Tänä aikana simuloitu eksoplaneetta kulki kolme kertaa. Voit arvioida tämän tekaistun eksoplaneetan jakson mittaamalla valokäyrän notkahdusten välisen etäisyyden.

Mikä on tämän eksoplaneetan kiertoaika?

Kuva 3: Simuloitu valokäyrä, mukaan lukien useat transitiot.

Valitse yksi vaihtoehto.

  • 1 päivä
  • 1,5 päivää
  • 2 päivää
  • 2,5 päivää

Kysymys 5

Olet nyt valmis tulkitsemaan K2-141:n mitattua valokäyrää. ESA:n Cheops-satelliitti keräsi tiedot syyskuussa 2023.

Analysoi kuvan 4 valokäyrä. Kuvaile, mitä tietoja voit saada tästä datasarjasta.

Kuva 4: K2-141-tähden valokäyrä, siniset ympyrät ovat Cheops-ohjelmalla otettuja tietoja, ja punainen viiva on allesfitterin parhaiten sopiva malli.

 

Lisätietoja: K2-141-tähden säde on 0,7 kertaa Auringon säde.

 

Näetkö juonessa mitään epätavallista?

Selitä havaintosi. 

 

Kysymys 6

Eksoplaneetat ovat hyvin erilaisia, niillä voi olla eri kokoja, massoja ja lämpötiloja. Voimme ryhmitellä niitä eri tyyppeihin suhteuttamalla niiden ominaisuudet aurinkokuntamme planeettoihin.

 

 

Analysoi kaikkien alla olevien planeettojen ja eksoplaneettojen ominaisuuksia. Yhdistä kunkin eksoplaneetan tyyppi sen nimeen.

  • Kuuma Jupiter
  • Mini-Neptunus
  • Super-Earth
  • K2-141b
  • KELT-3b
  • TOI-560c

Maa

\footnotesize \text{säde} = 1 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 1 × \text{maapallon massa}
\footnotesize \text{temperature} = 15 \degree C

Jupiter

\footnotesize \text{säde} = 11.21 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 317.8 × \text{Maan massa}
\footnotesize \text{temperature} = -110\degree C

Neptunus

\footnotesize \text{säde} = 3.88 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 17.1 × \text{Maan massa}
\footnotesize \text{temperature} = -200\degree C

KELT-3b

\footnotesize \text{säde} = 17.5 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 617 × \text{maapallon massa}
\footnotesize \text{temperature} = 1543 \degree C

TOI-560c

\footnotesize \text{säde} = 2.4 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 10 × \text{maapallon massa}
\footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C

K2-141b

\footnotesize \text{säde} = 1.5 × \text{Maan säde}
\footnotesize \text{mass} = 5 × \text{maapallon massa}
\footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C

Lämpötila tarkoittaa maapallon pinnan keskilämpötilaa.
Planeettojen ja eksoplaneettojen koko ei ole mittakaavassa. 

Kysymys 7

Maapallo on tällä hetkellä ainoa paikka maailmankaikkeudessa, jossa tiedämme olevan elämää. Vanhimmat maapallon fossiilit ovat 3,7 miljardia vuotta vanhoja. Kun elämä syntyi planeetallamme, olosuhteet olivat hyvin erilaiset. 

Uskotko, että elämää voisi olla jollakin edellä mainituista kolmesta eksoplaneetasta? 

 

 

Selitä miksi.

 

 

Minihaaste

Tutkimuksen edistyminen

Valmis!

Jatka tutkimustyötäsi analysoimalla yksityiskohtaisesti KELT-3b:n, TOI-560c:n tai K2-141-planeettajärjestelmän Cheops-tiedot. 

Jatka tutkimusta

Valitse sivu