Zéró kihívás

Kheopsz_illusztráció_pillérek

Mini-kihívás

KEZDŐ SZINT
12-18 éves korig

Végezze el ezt a vizsgálatot hogy megtudja, hogyan lehet elemezni a műholdas adatokat, hogy feltárja a méret és a pálya az exobolygók keringési idejét, és válj igazi exobolygó-detektívvé.

1. kérdés

Az exobolygók olyan bolygók, amelyek a Napunktól eltérő csillagok körül keringenek. Már több mint 5000 exobolygót fedeztünk fel, de nehéz őket kimutatni, mivel a róluk érkező jel kicsi a nagyobb, fényesebb gazdatest csillagukról érkező sokkal nagyobb jelhez képest.

Hogyan észlelik az exobolygókat?

Válassza ki a címet. egy vagy több lehetőség.

  • Az exobolygók közvetlen észlelésével
  • Az exobolygókra utazva
  • A gazdacsillag mozgásának mérésével
  • A csillagból érkező fény változásait mérve...

2. kérdés

Az exobolygók kimutatásának egyik módszere a tranzitfotometria. Az exobolygót a csillagból érkező fény elhalványulásának mérésével észlelik, amikor az exobolygó a csillag és a távcső között halad el. Ezt nevezzük exobolygó-átvonulásnak.

A fénygörbe a gazdacsillag fényének mérése egy bizonyos idő alatt. A csillag fénygörbéjén az exobolygó-átvonulás során bekövetkező mélyedés nagyságát nevezzük tranzitmélység.

Mekkora a tranzitmélység az 1. ábrán látható fénygörbén?

1. ábra: Szimulált fénygörbe, beleértve egy tranzitot is.

Válassza ki a címet. egy lehetőség.

  • 10%
  • 1%
  • 8%
  • 0.8%

3. kérdés

Elemezzünk most egy valódi fénygörbét a KELT-3 csillagról. Az adatokat az ESA Cheops műholdja 2023 januárjában vette fel.
Elemezze a fénygörbét. Mérjük meg a KELT-3b exobolygó tranzitmélységét, és becsüljük meg a sugarát az alábbi egyenlet segítségével.

\text{bolygó sugara} \approx \sqrt{\text{a csillag sugara}^2 × \frac{\text{átrepülési mélység}}{100\%}}}

A KELT-3 csillag sugara 1,7-szerese a Nap sugarának.

Mekkora a KELT-3b exobolygó sugara?

2. ábra: A KELT-3b adatai a Cheopsról a tranzitfénygörbe legjobb illeszkedési modelljével az allesfitter programból.

Válassza ki a címet. egy lehetőség.

  • Körülbelül a Nap sugarának 0,16-szorosa.
  • Körülbelül 1,6-szorosa a Nap sugarának.
  • Körülbelül a Nap sugarának 0,43-szorosa.
  • Körülbelül a Nap sugarának 0,04-szerese.

4. kérdés

A 3. ábra egy szimulált fénygörbét mutat, amely egy exobolygó gazdatestcsillagának fényének méréseit ábrázolja 1 hét alatt. Ez idő alatt a szimulált exobolygó háromszor haladt át. A fénygörbén lévő mélyedések közötti távolság mérésével megbecsülhetjük ennek a hamis exobolygónak a periódusát.

Mekkora ennek az exobolygónak a keringési ideje?

3. ábra: Szimulált fénygörbe, beleértve a többszörös átvonulásokat.

Válassza ki a címet. egy lehetőség.

  • 1 nap
  • 1,5 nap
  • 2 nap
  • 2,5 nap

5. kérdés

Most már készen áll a K2-141 mért fénygörbéjének értelmezésére. Az adatokat az ESA Cheops műholdja 2023 szeptemberében rögzítette.

Elemezze a 4. ábrán látható fénygörbét. Írja le, milyen információkat nyerhet ebből az adatsorból.

4. ábra: A K2-141 csillag fénygörbéje, a kék körök a Cheops-szal vett adatokat jelölik, a piros vonal pedig az allesfitter legjobb illesztésű modellje.

 

További információk: A K2-141 csillag sugara 0,7-szerese a Nap sugarának.

 

Látsz valami szokatlant a cselekményben?

Magyarázza meg megfigyeléseit. 

 

6. kérdés

Az exobolygók nagyon változatosak, különböző méretűek, tömegűek és hőmérsékletűek lehetnek. Különböző típusokba sorolhatjuk őket, ha tulajdonságaikat a Naprendszerünk bolygóihoz viszonyítjuk.

 

 

Elemezze az alábbi bolygók és exobolygók jellemzőit. Kösse össze az egyes exobolygók típusát a nevükkel.

  • Forró Jupiter
  • Mini-Neptunusz
  • Szuperföld
  • K2-141b
  • KELT-3b
  • TOI-560c

Föld

\footnotesize \text{sugár} = 1 × \text{a Föld sugara}
\footnotesize \text{tömeg} = 1 × \text{a Föld tömege}
\footnotesize \text{temperature} = 15 \degree C

Jupiter

\footnotesize \text{sugár} = 11.21 × \text{Föld sugara}
\footnotesize \text{tömeg} = 317,8 × \text{a Föld tömege}
\footnotesize \text{temperature} = -110\degree C

Neptunusz

\footnotesize \text{sugár} = 3.88 × \text{Föld sugara}
\footnotesize \text{tömeg} = 17.1 × \text{a Föld tömege}
\footnotesize \text{temperature} = -200\degree C

KELT-3b

\footnotesize \text{sugár} = 17.5 × \text{Föld sugara}
\footnotesize \text{mass} = 617 × \text{mass of the Earth}
\footnotesize \text{temperature} = 1543 \degree C

TOI-560c

\footnotesize \text{sugár} = 2.4 × \text{Föld sugara}
\footnotesize \text{tömeg} = 10 × \text{a Föld tömege}
\footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C

K2-141b

\footnotesize \text{sugár} = 1.5 × \text{Föld sugara}
\footnotesize \text{tömeg} = 5 × \text{a Föld tömege}
\footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C

A hőmérséklet a bolygó felszínének átlaghőmérsékletére utal.
A bolygók és exobolygók mérete nem méretarányos. 

7. kérdés

Napjainkban a Föld az egyetlen olyan hely az Univerzumban, amelyről tudjuk, hogy élettel rendelkezik. A Föld bolygón található legrégebbi datált fosszíliák 3,7 milliárd évesek. Amikor az élet először alakult ki bolygónkon, a körülmények nagyon eltérőek voltak. 

Ön szerint létezhet élet az előbb felsorolt három exobolygó bármelyikén? 

 

 

Magyarázza meg, miért.

 

 

Mini-kihívás

A nyomozás előrehaladása

Befejezve!

Folytassa vizsgálati munkáját a KELT-3b, TOI-560c vagy K2-141 bolygórendszer Cheops-adatainak részletes elemzésével. 

A vizsgálat folytatása

Válassza ki az oldalt