Projektigalleria 2023
Toisen asteen oppilaat eri puolilta Eurooppaa ryhtyivät ESAn kanssa eksoplaneettojen etsiviksi ja käyttivät Cheops-satelliitin tietoja kahden eksoplaneetan salaisuuksien selvittämiseen: KELT-3b ja TOI-560c.
Tutustu alla oleviin hankkeisiin.
Abyss Watchers
Parhaan projektin palkinnon voittaja
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Tšekin tasavalta 17 vuotta vanha 2 /
TOI-560c
TOI-560c-hankkeen kuvaus:
Abyss Watchers -hanke on jaettu kolmeen pääosioon.
Ensinnäkin Johdanto - osio, jossa esitellään tiimi ja määritellään koko projektin aikana käytettävät termit. Tässä jaksossa kuvataan myös joitakin menetelmiä uusien eksoplaneettojen löytämiseksi.
Toiseksi Laskelmamme - osio, jossa keskityttiin neljään viidestä hackathonin aikana annetusta tehtävästä, jotka sisälsivät pääasiassa matemaattisia laskelmia. Tässä jaksossa lasketaan TOI 560c:n säde, kiertoaika, etäisyys sen kotitähdestä, massa, tilavuus, tiheys ja kiertonopeus. Vaikka käytimme oikeita menetelmiä, virastojen arvot poikkesivat joskus hieman toisistaan, mikä johtui pääasiassa siitä, että niillä oli ensiluokkainen pääsy omiin kehittyneisiin tieteellisiin tutkimus- ja arkistotietoihinsa. Vaikka nämä tekijät vaikuttivat lopullisiin tuloksiin, eroavaisuudet meidän ja virastojen arvojen välillä eivät olleet kovin merkittäviä, ja joissakin tapauksissa niitä oli jopa vähän tai ei lainkaan.
Lopuksi, Lisätiedot - osio, jossa keskityttiin ensisijaisesti viimeiseen tehtävään eli eksoplaneetan koostumuksen selvittämiseen. Koska tässä osiossa tehtiin hyvin vähän laskelmia, siitä tuli keskustelu, jossa esitettiin riittävästi perusteluja väitteille. Emme kuitenkaan tyytyneet vain kuvaamaan TOI 560c:tä, vaan halusimme syventyä syvemmälle. Niinpä otimme mukaan myös TOI 560 -tähden ja sen koko järjestelmän, mikä johti hyvin mielenkiintoisiin ja huomionarvoisiin johtopäätöksiin.
Työmme päätulos on LaTeX-ohjelmalla tehty PDF-tiedosto, joka on laadittu tieteellisenä tutkimusjulkaisuna, joka on jaettu perusteellisesti jaksoihin ja alalukuihin ja joka on samalla mahdollisimman muodollisesti kirjoitettu. Myös kirjallisuus ja lähteet on esitetty ja siteerattu.
TOI-560c Tulokset ja analyysi
Planeetan säde
Koska Cheops-satelliitti oli jo toimittanut ensimmäiset tiedot TOI 560c:stä ja sen tähdestä, ei ollut kovin vaikeaa aloittaa omia laskelmiamme. TOI 560c:n transit-valokäyrän avulla pystyimme laskemaan sen säteen. Syynä tähän on se, että eksoplaneetan läpikulkusyvyys vastaa planeetan kiekon pinta-alan ja tähden kiekon pinta-alan suhdetta. Mittaamalla läpikulun syvyys ja tietämällä tähden säde pystyimme määrittämään eksoplaneetan suhdeluvun, kun otetaan huomioon alempi ja ylempi virhe, olevan 16594 ja 16697 kilometrin välillä. Vaikka laskelmamme olivatkin oikeita, Allesfitter-ohjelma antoi erilaisia tuloksia. Tämä ero voi johtua joko siitä, että pyöristimme joitakin arvoja laskelmissamme, tai siitä, että Allesfitter-ohjelma on saattanut käyttää eri menetelmää kuin me.
Kiertoaika ja etäisyys kotitähdestä
Kheopsin havaintoarkiston perusteella TOI 560c:n kiertoaika olisi 18,8797 (päivinä). Keplerin kolmannen lain avulla pystyimme laskemaan TOI 560c:n ja sen kotitähden välisen etäisyyden. Saamamme tulos on 0,1249 au (tähtitieteellisiä yksiköitä), mikä poikkeaa Allesfitterin taulukkoarvosta vain 0,0007 au:n verran. Tätä pidettiin suurena menestyksenä meidän osaltamme.
Massa, tilavuus ja tiheys
Valitettavasti planeetan massaa on mahdotonta laskea transit-menetelmällä, mutta muut menetelmät, kuten radiaalinopeus, mahdollistavat sen. Kun tämä arvo otetaan taulukosta, saadaan arvoksi 9,7 (Maan massayksikköinä). Exoplaneetan tilavuuden laskemiseksi oletimme, että se on täysin pallon muotoinen, jolloin voimme käyttää pallon tilavuuden vakiokaavaa. Saamamme arvo oli 1,47247 * 10^22 m^3. Jos sekä planeetan massa että tilavuus tunnetaan, voimme helposti laskea tiheyden. Kun otetaan huomioon ylä- ja alapuoliset virheet, arvioimme planeetan tiheyden olevan välillä 3,244 g * cm^-3 ja 4,664 g * cm^-3. Jatkolaskelmissa ja keskusteluissa käytimme arvoa noin 3,9 g * cm^-3.
Kiertonopeus
TOI 560c:n nopeuden laskemiseksi meidän oli ensin laskettava sen kulmanopeus. Tuloksena saatiin, että TOI 560c:n kulmanopeus on 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Tämän jälkeen kerroimme tämän arvon TOI 560c:n ja sen tähden välisellä etäisyydellä ja saimme kiertonopeudeksi 71,994 km * s^-1.
Planeetan koostumus
Vaikka TOI 560c:n alkuaineiden koostumuksesta on mahdotonta olla täysin varma, monet johtolangat antavat viitteitä siitä, mitä se voisi olla. Esimerkiksi planeetan säteen riippuvuus sen massasta viittaa siihen, että planeetta on koostumukseltaan alle puhdasta vettä. Todennäköisimpiä lopputuloksia on siis kaksi. Joko planeetta koostuu pääosin vesijäästä ja silikaateista tai sillä on Maan kaltainen sisus ja haihtuva vetykuori, jossa on myös heliumia. Kuten auringonpaisteen kuvaajasta käy ilmi, TOI 560c sijaitsee kaukana niin sanotun "säteilylaakson" yläpuolella. Tämä tukee myös ajatusta, että planeetalla on haihtuva kuori.
TOI-560c Päätelmät
Lopuksi voidaan todeta, että CHEOPSin antamien tietojen avulla voitiin luoda TOI-560c:n kauttakulkuvalokäyrä, päätellä sen kiertoaika ja etäisyys sen kotitähdestä, laskea sen massa, tilavuus, tiheys ja kiertonopeus. Vaikka TOI-560c:n perusominaisuuksien kuvaaminen oli onnistunut, halusimme syventyä syvemmälle paitsi tätä planeettaa koskeviin tietoihin, myös sen kotitähteä ja järjestelmää yleisesti koskeviin tietoihin. Kaikki on selitetty ladatussa PDF-tiedostossa. Suosittelemme lämpimästi TOI-560-järjestelmän molempien eksoplaneettojen spektroskopian jatkamista, sillä sen jälkeen voidaan tehdä lisää tutkimusta.
Tukitiedostot:
