Galleria del progetto 2023

Abakus

 Vincitore del premio per il miglior progetto
Università di Nova Gorica  Ajdovščina -    Slovenia 16 anni, 17 anni   2 / 2

TOI-560c

Descrizione del progetto TOI-560c:

Nell'ambito del progetto Hack an Exoplanet, abbiamo analizzato due esopianeti e dato un'occhiata più da vicino all'esopianeta TOI-560c. Gli esopianeti sono pianeti che orbitano attorno ad altre stelle al di fuori del nostro Sistema Solare. Le loro proprietà (dimensioni, massa, orbita) sono misurate grazie ai dati ottenuti dalle osservazioni astronomiche. Abbiamo analizzato i dati del satellite CHEOPS (ESA), che ha osservato il passaggio di un esopianeta attraverso la sua stella ospite, durante il quale ha parzialmente bloccato la luce della stella. Utilizzando lo strumento online allesfitter e la nostra analisi, abbiamo scoperto che il pianeta appartiene alla classe dei mini-Nettuni e che le sue proprietà non differiscono significativamente dalla popolazione di mini-Nettuni conosciuta. Il pianeta ha un nucleo roccioso. Orbita intorno alla sua stella a una distanza relativamente bassa e la sua temperatura superficiale supera il limite per l'esistenza di acqua liquida. La vita come la conosciamo, quindi, non può esistere su TOI-560c.

Risultati e analisi di TOI-560c

Abbiamo iniziato la nostra analisi accedendo allo strumento web allesfitter. L'applicazione ha fornito i dati osservativi del passaggio. L'applicazione ci ha anche permesso di adattare un modello ai dati, fornendoci i valori di alcuni parametri dell'esopianeta e della sua orbita. In primo luogo, abbiamo regolato manualmente il raggio del pianeta, il raggio della stella e l'ora del punto centrale del transito per indovinare il modello più adatto alla curva di luce. Lo strumento ha poi utilizzato un algoritmo per trovare il modello migliore per il transito. La Figura 1 mostra i dati, sovrapposti alla famiglia dei modelli migliori (in rosso) e alla nostra ipotesi iniziale (in grigio). Gli istogrammi dei valori più probabili per il raggio del pianeta, il raggio della stella e il tempo di metà transito sono mostrati nella Figura 2, mentre i valori, comprese le incertezze, sono riportati nella tabella (Figura 3). I valori più probabili sono 2,39 raggi terrestri, 0,65 raggi solari e 0,44 giorni. La tabella fornisce anche i valori del periodo orbitale del pianeta (18,8 giorni) e della dimensione del semiasse dell'ellisse orbitale (0,1242 au), che erano stati misurati con altri mezzi.

Abbiamo anche misurato i valori di alcuni parametri in modo diverso. Abbiamo calcolato il rapporto tra le dimensioni del pianeta e quelle della stella attraverso l'oscuramento della stella durante il transito. Conoscendo le dimensioni della stella (0,65 raggi solari), abbiamo potuto calcolare il raggio del pianeta (2,46 raggi terrestri). Utilizzando il periodo noto e la terza legge di Keplero, abbiamo calcolato il semiasse maggiore dell'orbita (0,125 au). Conoscendo le dimensioni e la massa del pianeta (la massa è stata misurata con il metodo radiale, il suo valore è di circa 9,7 masse terrestri), possiamo calcolare la densità media del pianeta (3,6 g cm-3).

Possiamo anche stimare la temperatura del pianeta. La temperatura di equilibrio del pianeta è stata calcolata ipotizzando che la stella irradi luce come un corpo nero, che il pianeta assorba parte della luce e ne rifletta una parte e che il pianeta irradi parte dell'energia. Abbiamo calcolato la temperatura per due diverse velocità di rotazione del pianeta attorno al suo asse - lenta e veloce. Abbiamo assunto che la temperatura alla superficie della stella sia di 4511 K [1]. Per la riflettività o albedo, abbiamo adottato un valore di 0,1 (una stima approssimativa per un mini-Nettuno). Per un pianeta che ruota lentamente, abbiamo così ottenuto una temperatura di 574 K, mentre per un pianeta che ruota rapidamente, 483 K. Quest'ultimo valore è simile a quello fornito nel case file e in [1]. Il nostro calcolo è semplificato perché non abbiamo considerato la composizione e l'atmosfera del pianeta. Se l'atmosfera è più densa, meno energia tornerà nello spazio rispetto a quando l'atmosfera è più sottile. Lo possiamo vedere osservando Venere e confrontando la sua temperatura e la sua atmosfera con la nostra, quella della Terra. Abbiamo anche esaminato quanto dovrebbe essere lontano un pianeta per avere acqua liquida. In base alle ipotesi precedenti, un pianeta deve trovarsi ad una distanza dalla stella almeno cinque volte superiore a quella attuale per avere acqua liquida (e più probabilmente dovrebbe essere ancora più lontano).

TOI-560c è probabilmente un pianeta roccioso. È relativamente vicino alla stella, quindi la sua temperatura superficiale è troppo alta per l'acqua liquida. Non esiste un altro pianeta simile nel nostro Sistema solare. È quattro volte più vicino a una stella di quanto lo sia Mercurio al Sole. Come sappiamo, non esistono mini-Nettuni nel nostro Sistema solare, ma si trovano spesso intorno ad altre stelle.

Infine, abbiamo esaminato il confronto tra TOI-560c e altri mini-Nettuni. Abbiamo ottenuto un campione di mini-Nettuni [2], cioè esopianeti con raggi compresi tra 1,7 e 4 raggi terrestri e masse inferiori a 20 masse terrestri [3]. Le figure 4 e 5 mostrano le dipendenze tra periodo e raggio e tra raggio e massa per il campione. ToI-560c è evidenziato in rosso. Abbiamo scoperto che TOI-560c è un tipico Mini-Nettuno con un raggio che si discosta dal raggio medio dei Mini-Nettuni (2,5 raggi terrestri) di soli 2%. Anche il suo periodo è vicino alla media, ma superiore alla mediana perché la maggior parte dei mininettuni trovati sono più vicini alla stella (probabilmente a causa di un bias osservativo). Anche confrontando raggio e massa, TOI-560c non si distingue.

Le nostre misurazioni possono essere migliorate. In particolare, non abbiamo tenuto conto delle incertezze. Alleghiamo anche un dossier della nostra analisi del pianeta.

[1] http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/
[2] http://exoplanet.eu/catalog/
[3] https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1405/1405.7695.pdf

TOI-560c Conclusioni

Dopo aver completato i nostri calcoli, abbiamo concluso che il pianeta è molto vicino alla sua stella e, data la sua densità, è molto probabilmente un pianeta roccioso. La sua temperatura superficiale è relativamente alta, quindi non ci aspettiamo la presenza di acqua liquida sulla sua superficie né la vita come la conosciamo. Confrontando TOI-560c con un campione di mini-Nettuni noti, siamo giunti alla conclusione che TOI-560c è un tipico rappresentante dei mini-Nettuni, poiché i suoi valori per la maggior parte dei parametri sono molto vicini alle medie del catalogo. TOI-560c è diverso da qualsiasi altro pianeta del nostro Sistema solare.

File di supporto:

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