Projekt Galéria 2023

JOVAAS

 A legjobb projekt díjazottja
Sabadell Csillagászati Társaság  Sabadell - Katalónia    Spanyolország 18 évesek, 17 évesek, 16 évesek   4 / 1

TOI-560c

TOI-560c projekt leírása:

A Hack an Exoplanet Hackathon részeként az ESA által biztosított adatokat elemeztük a TOI-560c exobolygó vizsgálatához. A CHEOPS teleszkóp által szolgáltatott illesztett tranzitfénygörbék elemzésével megállapítottuk, hogy a TOI-560c sugara a Föld 2,66-szorosa, tömege pedig 9,70 földtömeg. Ez azt mutatja, hogy ez az exobolygó szuperföld típusú. Ezen túlmenően a tranzitfénygörbe Allesfitter szoftverrel történő automatizált illesztésével 18,88 napos keringési periódust kaptunk. Ezt követően Kepler harmadik törvényét használtuk fel a TOI-560c és a gazdatest csillag közötti távolság kiszámításához. Eredményeink szerint a távolság 0,125 AU, ami azt jelzi, hogy a felszínén folyékony víz megtalálásának lehetősége nagyon alacsony, tekintettel a mintegy 225 ºC-os forró hőmérsékletre. Végül a bolygó sűrűségét a sűrűségi képlet segítségével számoltuk ki. Ez lehetővé tette számunkra, hogy a TOI-560c sűrűségét körülbelül 3,89 g/cm^3-ra becsüljük. Ez a sűrűség-meghatározás azt jelzi, hogy a bolygó valamivel könnyebb, mint a Mars, de sűrűbb, mint a saját Naprendszerünkben található gázóriások. A TOI-560c sűrűségére kapott értékek miatt feltételezzük, hogy a TOI-560c kőzetanyagból, például vasból vagy szénből áll.

TOI-560c Eredmények és elemzés

A megadott adatok alapján csapatunk sikeresen megoldotta a Toi-560c rejtélyét. Először is az Allesfitter programban illesztettük a megadott tranzitfénygörbét, hogy információt kapjunk a csillagról és a bolygóról. Miután megkaptuk az adatokat az Allesfitterből, megkezdtük az eredmények elemzését.
Méret
Először is kiszámítottuk a bolygó sugarát, a következő képletet követve:
Tranzitmélység (%) = (π R_bolygó^2) / (π R_csillag^2) * 100
A tranzitmélységet az Allesfitter által biztosított grafikonon találtuk meg. A tranzitmélység értékeként 0,14% értéket vettünk fel.

1. ábra A TOI-560c tranzitfénygörbe táblázata

A bolygó sugarát a következő módon különítettük el:
R_TOI-560c = √ (Tranzitmélység (%) * R_csillag^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
A helyettesítés után a következő eredményekre jutottunk:

R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_földe

Ezen eredmények alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a TOI-560c egy szuperföld, mivel a sugara nagyjából kétszer nagyobb, mint a Földé.

 
Keringési idő és távolság
A keringési idő értékét az Allesfitter által megadott táblázatban találjuk meg, és a napokat másodpercekre kell átszámítanunk.

2. ábra Táblázat az Allesfitter szerelvény által szolgáltatott információkkal.
T = 18,8797 nap = 1,6312 x 10^6 s
Ebben a képletben a csillag tömegét kell használnunk, és azt is kilogrammban kell megadnunk. A csillag tömegét megtaláljuk az ügyiratban.

3. ábra Az ügyiratban található csillaggal kapcsolatos információk
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
A következő lépés a csillagától való távolság kiszámítása volt. Ennek megoldására a Kepler-féle 3. törvényt használtuk:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Ezután izoláltuk a távolságot a képletből:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Miután megváltoztattuk ezeket az egységeket, behelyettesítjük az értékeket, és elérjük a következő eredményt:
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
Ezen információk alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy ez a bolygó potenciálisan lakhatatlan a csillagától való rövid távolsága miatt. Ez a távolság nagyon forró hőmérséklettel jár, és nagyon kicsi a valószínűsége annak, hogy folyékony vizet találjunk.

 
Hőmérséklet és lakhatóság 
Amint ezen a diagramon látható, a TOI-560c 200ºC feletti hőmérsékletet mutat. Az ügyiratban azt írják, hogy a hőmérséklet többé-kevésbé 225ºC.

4. ábra A 4. lépés videóban található különböző bolygók hőmérsékletét és csillagoktól való távolságát tartalmazó diagram.

Ezt a hőmérsékletet a csillagához való közelsége okozhatja, mivel csak 0,125 AU távolságban van, ahogy azt korábban kiszámítottuk. Ezért tartjuk lakhatatlannak ezt a bolygót, mert a rendkívüli forrósága nagyon megnehezíti a folyékony víz létezését, és a csillag által kibocsátott hőnek és sugárzásnak ilyen távolságban nem tudnánk ellenállni.

 
Sűrűség és összetétel
Az utolsó dolog, amit ellenőrizni kellett, a csillag sűrűsége és összetétele volt.

Először is, megvolt a sűrűségi képlet:
ρ = MV
Ezután a tömeget a bolygó tömegével, a térfogatot pedig a bolygó térfogatával helyettesítjük.
ρ_bolygó = M_bolygó / (4πR_bolygó^3 / 3) = 9,70*M_föld / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Láthatjuk, hogy a TOI-560c sűrűsége valamivel könnyebb, mint a Marsé, ez a második 3,93 g/cm3.

Ahogy az ügyiratban is szerepel, feltételezzük, hogy a TOI-560c egy mini-Neptunusz vagy szuperföld, de az összetételét nem tudjuk megerősíteni. Bár, ha megnézzük az ilyen típusú bolygók összetételét, akkor a TOI-560c-ről feltételezhetjük, hogy kőzetbolygó, amelyet főként szilícium és oxigén alkot. Ezekhez az elemekhez más elemek is társulhatnak, például alumínium, vas, magnézium vagy kalcium.

TOI-560c Következtetések

Összefoglalva, megerősíthetjük, hogy a TOI-560c nem lakható számunkra a forró hőmérséklete miatt, amit valószínűleg a csillagától való rövid távolsága okoz. A keringési ideje sokkal gyorsabb, mint a Merkúré, és a sűrűsége valamivel alacsonyabb, mint a Marsé. Sugara közel két és félszerese a földi sugárnak, tömege pedig közel fele a Neptunusz tömegének. Összetételét nem ismerhetjük pontosan, úgy tűnik, hogy egy mini-Neptunusz méretű bolygóról van szó, de arra következtetünk, hogy alapvetően kőzetek alkotják, mivel a kőzetek sűrűsége jellemzően 2,5 ∼ 3 g/cm^3, így feltételezzük, hogy kőzetekből és egy kis fémes magból áll, amíg nem kapunk adatokat az összetételéről.

Támogató fájlok:

• Fig2.png
• Fig3.png
• Fig4.png
• Fig1-1.png
• címlap-1.png