Galerie de projets 2023
Des élèves du secondaire de toute l'Europe se sont transformés en détectives d'exoplanètes avec l'ESA et ont utilisé les données du satellite Cheops pour découvrir les mystères de deux exoplanètes cibles : KELT-3b et TOI-560c.
Découvrez les projets ci-dessous.
Abyss Watchers
Lauréat du prix du meilleur projet
Gymnase de la ville de První Hradec Králové - královéhradecký kraj République tchèque 17 ans 2 /
TOI-560c
Description du projet TOI-560c :
Le projet "Abyss Watchers" est divisé en trois sections principales.
Tout d'abord, l'introduction - une section où l'équipe elle-même est présentée et où nous définissons les termes qui seront utilisés tout au long du projet. Certaines méthodes de découverte de nouvelles exoplanètes sont également décrites dans cette section.
Deuxièmement, Nos calculs - une section qui se concentre sur quatre des cinq tâches assignées pendant le hackathon, qui comprenaient principalement des calculs mathématiques. Dans cette section, nous calculons le rayon de TOI 560c, sa période orbitale, sa distance par rapport à son étoile d'origine, sa masse, son volume, sa densité et sa vitesse orbitale. Bien que nos méthodes soient correctes, les valeurs des agences étaient parfois légèrement différentes, principalement parce qu'elles avaient un accès privilégié à leurs propres recherches scientifiques avancées et à leurs données d'archives. Malgré ces facteurs influençant les résultats finaux, les écarts entre nos valeurs et celles des agences n'étaient pas trop importants et certains étaient même minimes, voire nuls.
Enfin, Informations complémentaires - une section qui se concentre principalement sur la dernière tâche, à savoir déterminer la composition de l'exoplanète. Comme très peu de calculs ont été effectués dans cette section, celle-ci est devenue une discussion qui a fourni des arguments suffisants pour étayer ses affirmations. Cependant, nous ne nous sommes pas contentés de décrire TOI 560c et nous avons voulu aller plus loin. Nous avons donc également inclus l'étoile TOI 560 et l'ensemble de son système, ce qui nous a permis de tirer des conclusions très intéressantes et dignes d'intérêt.
Le principal résultat de notre travail est un fichier PDF créé en LaTeX qui a été conçu comme un document de recherche scientifique, soigneusement divisé en sections et sous-sections tout en étant rédigé de la manière la plus formelle possible. La littérature et les sources ont été fournies et citées.
Résultats et analyse du TOI-560c
Rayon de la planète
Avec les informations initiales sur TOI 560c et son étoile déjà fournies par le satellite Cheops, il n'était pas trop difficile de commencer nos propres calculs. En utilisant la courbe de lumière du transit de TOI 560c, nous avons pu calculer son rayon. En effet, la profondeur du transit d'une exoplanète est équivalente au rapport entre l'aire du disque de la planète et l'aire du disque de l'étoile. En mesurant la profondeur du transit et en connaissant le rayon de l'étoile, nous avons pu déterminer que le rapport de l'exoplanète, en tenant compte des erreurs inférieures et supérieures, se situait entre 16594km et 16697km. Bien que nos calculs soient corrects, le programme Allesfitter a fourni des résultats différents. Cet écart peut être dû à l'arrondissement de certaines valeurs dans nos calculs ou au fait que le programme Allesfitter a utilisé une méthode différente de la nôtre.
Période orbitale et distance par rapport à l'étoile d'origine
D'après les archives des observations de Cheops, la période orbitale de TOI 560c devrait être de 18,8797 (en unités de jours). En utilisant la troisième loi de Kepler, nous avons pu calculer la distance entre TOI 560c et son étoile d'origine. Le résultat que nous avons obtenu est de 0,1249 au (unités astronomiques), ce qui représente un écart de seulement 0,0007 au par rapport à la valeur fournie par Allesfitter. Ce résultat a été considéré comme un grand succès de notre part.
Masse, volume et densité
Malheureusement, il est impossible de calculer la masse de la planète en utilisant la méthode du transit, mais d'autres méthodes comme la vitesse radiale nous permettent de le faire. En prenant cette valeur dans le tableau, nous obtenons la valeur de 9,7 (en unités de masse de Terre). Pour calculer le volume de l'exoplanète, nous avons supposé qu'elle avait une forme parfaitement sphérique, ce qui nous a permis d'utiliser la formule standard pour le volume d'une sphère. La valeur obtenue est de 1,47247 * 10^22 m^3. Si la masse et le volume de la planète sont connus, nous pouvons facilement calculer la densité. En tenant compte des erreurs supérieures et inférieures, nous estimons que la densité de la planète est comprise entre 3,244 g * cm^-3 et 4,664 g * cm^-3. Pour la suite des calculs et de la discussion, nous avons utilisé la valeur d'environ 3,9 g * cm^-3.
Vitesse orbitale
Pour calculer la vitesse de la TOI 560c, il faut d'abord calculer sa vitesse angulaire. Le résultat est que la vitesse angulaire de TOI 560c est de 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Ensuite, nous avons simplement multiplié cette valeur par la distance entre TOI 560c et son étoile et nous avons obtenu la vitesse orbitale de 71,994 km * s^-1.
Composition de la planète
Bien qu'il soit impossible d'être totalement sûr de la composition élémentaire de TOI 560c, de nombreux indices nous donnent une idée de ce qu'elle pourrait être. Par exemple, la dépendance du rayon de la planète par rapport à sa masse suggère que la composition de la planète est inférieure à celle de l'eau pure. Il y a donc deux possibilités les plus probables. Soit la planète est principalement composée de glace d'eau et de silicates, soit elle possède un intérieur semblable à celui de la Terre et une enveloppe d'hydrogène volatile, avec également de l'hélium. Comme le montre le graphique d'insolation, TOI 560c se situe bien au-dessus de la "vallée du rayon". Cela conforte l'idée que la planète possède une enveloppe volatile.
TOI-560c Conclusions
En conclusion, les informations fournies par CHEOPS nous ont permis de créer la courbe de lumière du transit de TOI-560c, de déduire sa période orbitale et sa distance par rapport à son étoile d'origine, de calculer sa masse, son volume, sa densité et sa vitesse orbitale. Bien que nous ayons réussi à décrire les caractéristiques de base de TOI-560c, nous voulions approfondir les informations non seulement sur cette planète en particulier, mais aussi sur son étoile d'origine et sur le système en général. Tout est expliqué dans le fichier PDF téléchargé. Nous encourageons vivement la réalisation d'autres spectroscopies sur les deux exoplanètes du système TOI-560, car des recherches plus approfondies pourraient être menées par la suite.
Fiches d'appui :
