Projekt Galéria 2023
Középiskolás diákok Európa-szerte exobolygó detektívekké váltak az ESA-val, és a Cheops műhold adatait felhasználva két exobolygó rejtélyeinek feltárásához: KELT-3b és TOI-560c.
Fedezze fel az alábbi projekteket.
Abyss Watchers
A legjobb projekt díjazottja
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Cseh Köztársaság 17 éves 2 /
TOI-560c
TOI-560c projekt leírása:
Az Abyss Watchers projekt három fő részre oszlik.
Először is, Bevezetés - egy olyan rész, ahol bemutatkozik maga a csapat, és ahol meghatározzuk azokat a kifejezéseket, amelyeket az egész projekt során használni fogunk. Az új exobolygók felfedezésének néhány módszerét is ismertetjük ebben a szakaszban.
Másodszor, A számításaink - ez a rész a hackathon során kiadott öt feladatból négyre összpontosított, amelyek főként matematikai számításokat tartalmaztak. Ebben a szakaszban kiszámítjuk a TOI 560c sugarát, keringési idejét, távolságát az anyacsillagától, tömegét, térfogatát, sűrűségét és keringési sebességét. Bár a mi helyes módszereinket alkalmaztuk, az ügynökségek értékei néha kissé eltértek, főként annak köszönhetően, hogy első osztályú hozzáféréssel rendelkeztek saját fejlett tudományos kutatásaikhoz és archív adataikhoz. Annak ellenére, hogy ezek a tényezők befolyásolták a végeredményeket, a mi és az ügynökségek értékei közötti eltérések nem voltak túl jelentősek, sőt, némelyikük alig vagy egyáltalán nem különbözött.
Végül a További információk - egy olyan rész, amely elsősorban az utolsó feladatra, azaz az exobolygó összetételének meghatározására összpontosított. Mivel nagyon kevés számítást végeztek ebben a részben, ez egy olyan vitává vált, amely elegendő érvet szolgáltatott az állításaihoz. Azonban nem elégedtünk meg a TOI 560c puszta leírásával, és mélyebbre akartunk ásni. Így a TOI 560 csillagot és annak teljes rendszerét is bevontuk, ami nagyon érdekes és figyelemre méltó következtetésekhez vezetett.
Munkánk fő eredménye egy LaTeX-ben készült PDF-fájl, amely egy tudományos kutatási tanulmányként készült, alaposan tagolva szakaszokra és alfejezetekre, ugyanakkor a lehető legformálisabban megírva. A szakirodalmat és a forrásokat is megadtuk és idéztük.
TOI-560c Eredmények és elemzés
A bolygó sugara
Mivel a TOI 560c-ről és a csillagáról a Cheops műhold már szolgáltatta a kezdeti információkat, nem volt túl nehéz elkezdeni a saját számításainkat. A TOI 560c tranzitfénygörbéjét felhasználva ki tudtuk számítani a sugarát. Ennek oka, hogy az exobolygó tranzitjának mélysége megegyezik a bolygó korongjának és a csillag korongjának területének arányával. A tranzit mélységének mérésével és a csillag sugarának ismeretében meg tudtuk határozni az exobolygó arányát, figyelembe véve az alsó és felső hibát, 16594km és 16697km között. Bár számításaink helyesek voltak, az Allesfitter program más eredményt adott. Ezt az eltérést vagy az okozhatta, hogy a mi számításainkban egyes értékeket felfelé kerekítettünk, vagy az, hogy az Allesfitter esetleg a miénktől eltérő módszert használt.
Keringési idő és távolság az anyacsillagtól
A Cheops megfigyeléseinek archívumából a TOI 560c keringési idejének 18,8797-nek kell lennie (napokban kifejezve). Kepler harmadik törvényét felhasználva ki tudtuk számítani a TOI 560c és az anyacsillaga közötti távolságot. A kapott eredmény 0,1249 au (csillagászati egység), ami mindössze 0,0007 au eltérést jelent az Allesfitter által megadott táblázatos értéktől. Ezt hatalmas sikernek tekintettük a részünkről.
Tömeg, térfogat és sűrűség
Sajnos a bolygó tömegét nem lehet kiszámítani a tranzit módszerrel, de más módszerek, mint például a radiális sebesség, lehetővé teszik ezt. A táblázatból ezt az értéket véve a 9,7-es értéket kapjuk (Föld tömegegységben). Az exobolygó térfogatának kiszámításához feltételeztük, hogy tökéletesen gömb alakú, így a gömb térfogatára vonatkozó szabványos képletet használhatjuk. A kapott érték 1,47247 * 10^22 m^3 volt. Ha a bolygó tömege és térfogata is ismert, akkor könnyen kiszámíthatjuk a sűrűséget. A felső és alsó hibát figyelembe véve a bolygó sűrűségét 3,244 g * cm^-3 és 4,664 g * cm^-3 közötti tartományra becsüljük. A további számításokhoz és vitához a körülbelül 3,9 g * cm^-3 értéket használtuk.
Keringési sebesség
A TOI 560c sebességének kiszámításához először ki kellett számolnunk a szögsebességét. Az eredmény az lett, hogy a TOI 560c szögsebessége 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Ezután egyszerűen megszoroztuk ezt az értéket a TOI 560c és a csillaga közötti távolsággal, és megkaptuk a keringési sebességet, ami 71,994 km * s^-1.
Bolygóösszetétel
Bár a TOI 560c elemi összetételét illetően nem lehetünk teljesen biztosak, rengeteg olyan nyom van, amely arra utal, hogy mi lehet az. Például a bolygó sugarának a tömegétől való függése arra utal, hogy a bolygó tiszta víz összetételű alatt van. Két legvalószínűbb kimenetel van tehát. Vagy a bolygó nagyrészt vízjégből és szilikátokból áll, vagy pedig Föld-szerű belseje és illékony hidrogénburokja van, amelyben hélium is jelen van. Amint az a besugárzási grafikonon látható, a TOI 560c jóval az úgynevezett "sugárvölgy" felett helyezkedik el. Ez is alátámasztja azt az elképzelést, hogy a bolygónak illékony burka van.
TOI-560c Következtetések
Összefoglalva, a CHEOPS által szolgáltatott információk lehetővé tették számunkra a TOI-560c tranzitfénygörbéjének elkészítését, a TOI-560c keringési idejének és az anyacsillagától való távolságának meghatározását, valamint tömegének, térfogatának, sűrűségének és keringési sebességének kiszámítását. Annak ellenére, hogy sikeresen leírtuk a TOI- 560c alapvető jellemzőit, nemcsak a konkrétan erről a bolygóról szóló információkban akartunk mélyebbre ásni, hanem az anyacsillagáról és általában a rendszerről szóló információkban is. A feltöltött PDF-fájlban mindent megmagyarázunk. Nagyon bátorítanánk a TOI-560 rendszer mindkét exobolygójának további spektroszkópiai vizsgálatát, mivel ezek után további kutatásokat lehetne végezni.
Támogató fájlok:
