Galleria del progetto 2023

Cheope_illustrazione_pilastri

Studenti delle scuole secondarie di tutta Europa sono diventati detective di esopianeti con l'ESA e hanno utilizzato i dati del satellite Cheops per svelare i misteri di due esopianeti: KELT-3b e TOI-560c.

Esplorate i progetti qui sotto.

Planeterra

Vincitore del premio per il miglior progetto
Palestra Brno-Bystrc Brno - Moravia meridionale Repubblica Ceca 15 anni, 19 anni 3 / 0

URL esterno del progetto del team (ad es. sito web o PDF):
https://photohorak.cz/TOI-560c.html

Link al video di Youtube:
https://www.youtube.com/watch?v=0SZ2f3I-MtM

TOI-560c

Descrizione del progetto TOI-560c:

In un sistema solare molto, molto lontano... 103 anni luce per l'esattezza, troviamo il nostro esopianeta desiderato. Come suggerisce il nome, il nostro TOI-560c non è l'unico esopianeta del suo sistema solare. Anche se piccolo, il sistema contiene un secondo pianeta di dimensioni circa doppie, chiamato TOI-560b. Entrambi orbitano attorno a una stella di tipo K, TOI-560, al di fuori della zona abitabile del sistema solare.

Risultati e analisi di TOI-560c

Dimensione del pianeta

Abbiamo innanzitutto determinato il diametro del pianeta in 30550,62 metri, con una profondità di transito di 0,01372%. Per calcolare il raggio, abbiamo utilizzato il moltiplicatore di Allesfitter, pari a 2,395. In questo modo abbiamo ottenuto un raggio di 15.275,3 chilometri. Ora, con una formula in cui H è la differenza della curva di luce che abbiamo preso dal grafico di misurazione della curva di luce di Cheope, che era 99,862, il che significa che la differenza si somma a 0,137. Da questo abbiamo ottenuto un moltiplicatore di 2,646, che ci ha dato un raggio di 16.752,7 km, o circa una differenza di 10% rispetto al risultato primario di Allesfitter.

Lunghezza dell'orbita

Sappiamo che TOI-560c ha un periodo di 18,87 giorni terrestri, il che rende il suo anno molto più breve di quello terrestre.

Nel sistema solare, entrambi i pianeti orbitano molto vicino alla loro stella. Così vicini, infatti, che l'orbita più alta è molto più bassa dell'orbita di Mercurio nel nostro sistema solare. Poiché conosciamo la distanza di TOI-560c dalla sua stella, possiamo calcolare la lunghezza della sua orbita in 117.106.752,8 km. E dalla lunghezza possiamo determinare che la velocità orbitale è di 720.958,63 m/s.

Le orbite di entrambi i pianeti sono simili in termini di inclinazione, che raggiunge solo un'irregolarità di 0,4 rispetto ai 90°. Entrambi i pianeti B e C hanno un'inclinazione orbitale molto simile, quindi possiamo dire che non si tratta di pianeti itineranti che hanno trovato la strada in questo sistema solare e vi sono rimasti a causa dell'attrazione gravitazionale, ma piuttosto che sono stati creati in un momento molto simile.

Sistema solare

TOI-560c non è l'unico pianeta del suo sistema solare. Un secondo pianeta orbita attorno a TOI-560. Entrambi sono stati scoperti con il metodo della transizione. Inoltre, TOI-560b e TOI-560c hanno inclinazioni quasi identiche, a quasi 90 gradi dal nostro punto di vista, a ulteriore riprova del fatto che si sono formati in un momento simile del passato. Ma ci sono alcune differenze. Soprattutto nelle dimensioni e nell'orbita. TOI-560b ha un periodo orbitale di 6,39 giorni, la metà di quello di TOI-560c, secondo quanto riportato da exoplanet.eu. Le dimensioni di TOI-560b sono pari a 0,249 quelle di Giove, mentre quelle di TOI-560c sono solo di 0,23. Ci sono anche alcune differenze nei colori, abbiamo fatto alcune ipotesi sulla composizione chimica di TOI-560c che portano direttamente allo schema dei colori, tutto è menzionato nella scheda "Ipotesi atmosferiche". Entrambi i pianeti si trovano inoltre ben al di fuori della zona abitabile.

L'Enciclopedia dei Pianeti Extrasolari - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

Età del pianeta

Secondo il sito http://exoplanet.eu/, il nostro esopianeta è piuttosto giovane: ha 750.000.000 di anni. A quest'età, la Terra si trovava ancora nell'era Precambriana, il che significa che solo gli ammassi organici si sono formati in cellule procariotiche, da cui si sono evolute le cellule eucariotiche. Tuttavia, durante il Precambriano, le temperature superficiali erano solo di pochi gradi superiori a 0°C.

Ma che dire di TOI-560c? La temperatura superficiale è stata misurata intorno ai 225 gradi, un ambiente non molto abitabile rispetto alla Terra. Anche se si potrebbe ipotizzare la presenza di cellule termofile con pareti cellulari molto spesse che si sono adattate a queste temperature. Ad esempio, vicino al vulcano Kavachi sulla Terra, la temperatura dell'acqua raggiunge circa 68 °C e gli squali vivono ancora lì. Ma per TOI-560C, abbiamo limitato le nostre proposte a piccoli organismi, a seconda del contenuto atmosferico e della pressione.

L'Enciclopedia dei Pianeti Extrasolari - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

Ipotesi atmosferiche

La differenza tra la definizione di mini-nettuno e quella di superearte è molto sottile. Abbiamo formulato tre ipotesi sulla composizione di TOI-560c, a seconda degli elementi che lo compongono e dello spessore di ogni strato.

Ipotesi 1:

In questa ipotesi, abbiamo pensato al nucleo del pianeta come all'idrogeno, che agisce come un materiale solido. Il nucleo avrebbe un diametro di 8.000 chilometri. Potrebbe esserci acqua? Sì, potrebbe. Alla pressione esatta di 246 MPa, che permetterebbe all'acqua di essere allo stato liquido. Se pensiamo che l'atmosfera superiore sia simile a quella di Nettuno, questa sarebbe un'opzione praticabile, ma la densità di TOI-560c supererebbe quella da noi misurata. Abbiamo quindi pensato a un nuovo elemento o composto da inserire nell'atmosfera. Questo elemento chimico sarebbe leggermente più denso dell'idrogeno, dell'elio, del metano e dell'ammoniaca che insieme costituiscono l'atmosfera di Nettuno.

Ipotesi 2:

In questa ipotesi, abbiamo pensato che il nucleo fosse fatto di alluminio. L'atmosfera sarebbe costituita da elio e idrogeno. Con una pressione di 26 MPa potremmo vederci dell'acqua, con il vantaggio rispetto all'ipotesi 1 che la pressione sarebbe significativamente più bassa, creando condizioni molto più adatte per qualsiasi sonda che potrebbe essere inviata lì. Abbiamo anche ipotizzato che il diametro del raggio sia di 5.200 km per far coincidere tutti i collegamenti e la densità. In questo caso, l'atmosfera potrebbe essere più densa rispetto all'ipotesi 1, poiché il nucleo non occupa tanto spazio.

Ipotesi 3:

In quest'ultimo caso, l'atmosfera sarebbe composta da elio e idrogeno. La differenza principale sta nel nucleo, che conterrebbe litio con un rivestimento di fosforo. Sarebbe un'ottima fonte per le batterie al litio. Tuttavia, volendo abbassare la pressione, abbiamo pensato di escludere l'acqua da questa ipotesi. Senza acqua, la pressione potrebbe essere di 13,6 kPa, la più bassa di tutte le opzioni. Dopo molti calcoli, abbiamo stimato il diametro del nucleo a 6.202,7 km.

Colore del pianeta

Secondo www.exoplanets.nasa.gov e www.exoplanet.eu, TOI-560c è rappresentata come arancione. Tuttavia, poiché TOI-560 è una stella di tipo K4V e TOI-560c ha un'atmosfera sottile, pensiamo che il colore possa essere causato dal colore della stella e dalla luce che emette. Poiché TOI-560 ha un colore arancione brillante, questo colore si riflette su TOI-560c.

L'Enciclopedia dei Pianeti Extrasolari - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

Catalogo degli esopianeti - Esplorazione degli esopianeti: Pianeti oltre il nostro sistema solare. (n.d.). Esplorazione degli esopianeti: Pianeti oltre il nostro sistema solare. https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/8466/hd-73583-c/

Quando sarà il prossimo transito?

Abbiamo scoperto che l'ultimo transito è stato il 5 giugno 2023 ed è iniziato all'1:28 e durato fino alle 5:04. Da questo e da altri dati abbiamo calcolato che il prossimo transito avverrà il 23 giugno dalle 22:35 alle 2:11 del 24 giugno. Il 24 giugno TOI-560C si troverà nell'ipotetico centro di TOI-560, o almeno così sembra dal nostro punto di vista.

Pianeta a confronto

TOI-560c
Terra
Nettuno
KELT-3b

Massa
5.79303425 kg
5,97224 kg
1,02426 kg
2,691364 × 1027 kg

Raggio
15.275,3 km
6.371 km
24.622 km
93.191 km

Densità
2,94 g/cm3
5,51 g/cm3
1,64 g/cm3
–

Gravità
13,77653981 m/s2
9,807 m/s2
11,15 m/s2
3,296 m/s2

Temperatura
230 °C
15 °C
-200 °C
–

Periodo orbitale
18,87 giorni
365 giorni
60.265 giorni
2,7 giorni

Distanza tra le stelle
0,124 au
1 au
30 au
0,041 au

Confronto tra stelle

TOI-560
Sole

Età
750 milioni
3.853 milioni

Massa

27 %

Raggio
452.200 km
35 %

Tipo di stella
K4V
G2V

Temperatura
4,240
30 %

Magnitudo
9.67
4,84 (quindi più luminosità)

Confronti tra Allesfitter

La differenza maggiore che abbiamo misurato riguarda il raggio. In un primo momento abbiamo cercato di utilizzare il moltiplicatore di Allesfitter, pari a 2,395. Ma quando abbiamo usato la formula della profondità di transito, abbiamo ottenuto un moltiplicatore di 2,646 e quindi un raggio di 16.752 km invece di 15.275 km.

La differenza successiva riguarda la distanza: noi abbiamo calcolato 0,1245 au, mentre Allesfitter ha fornito solo 0,124 au.

Team Planeterra

Realizzato da: Karel, Simon e Tom

TOI-560c Conclusioni

Infine, riteniamo che lo scenario più probabile per TOI-560c sia che l'atmosfera sia piuttosto sottile, ma che la gravità sia sufficiente a trattenerla. Anche le alte pressioni sembrano fuori luogo, quindi pensiamo che l'assenza di acqua sia corretta, così come l'esistenza di vita sulla superficie del pianeta.

Fonti:

Informazioni su - Hack an exoplanet, [senza data]. Online. Disponibile da: https://hackanexoplanet.esa.int/about/

Exoplanet Catalog | Discovery - Exoplanet Exploration: Pianeti oltre il nostro sistema solare, [senza data]. Esplorazione degli esopianeti: Pianeti oltre il nostro sistema solare. Online. Disponibile da: https://exoplanets.nasa.gov/discovery/exoplanet-catalog/
MUFTI, Mohammed El, 2021. TOI 560 : Two Transiting Planets Orbiting a K Dwarf Validated with iSHELL, PFS and HIRES RVs. arXiv.org. Online. 26 dicembre 2021. Disponibile da: https://arxiv.org/abs/2112.13448
Enciclopedia dei pianeti extrasolari - Diagrammi. (n.d.). http://exoplanet.eu/diagrams/

L'Enciclopedia dei Pianeti Extrasolari - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/
TOI-560 c, [senza data]. Online. Disponibile da: http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/TOI-560_c.html

File di supporto:

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