Galleria del progetto 2023
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.
JOVAAS
Vincitore del premio per il miglior progetto
Società astronomica di Sabadell Sabadell - Catalogna Spagna 18 anni, 17 anni, 16 anni 4 / 1
TOI-560c
Descrizione del progetto TOI-560c:
Nell'ambito dell'Hack an Exoplanet Hackathon, abbiamo analizzato i dati forniti dall'ESA per studiare l'esopianeta TOI-560c. Attraverso l'analisi delle curve di luce del transito fornite dal telescopio CHEOPS, abbiamo scoperto che TOI-560c ha un raggio di 2,66 volte la Terra e una massa di 9,70 masse terrestri. Ciò rivela che questo esopianeta è di tipo super-Terra. Inoltre, abbiamo ottenuto un periodo orbitale di 18,88 giorni attraverso un adattamento automatico della curva di luce del transito, facilitato dal software Allesfitter. Successivamente, abbiamo utilizzato la terza legge di Keplero per calcolare la distanza tra TOI-560c e la sua stella ospite. I nostri risultati indicano una distanza di 0,125 UA, il che indica che la possibilità di trovare acqua liquida sulla sua superficie è molto bassa, date le sue temperature calde di circa 225ºC. Infine, abbiamo calcolato la densità del pianeta mediante la formula della densità. Questo ci ha permesso di stimare che TOI-560c ha una densità di circa 3,89 g/cm^3. Questa determinazione della densità indica che il pianeta è leggermente più leggero di Marte, ma più denso dei giganti gassosi presenti nel nostro sistema solare. A causa dei valori ottenuti per la densità di TOI-560c, ipotizziamo che sia composto da materiali rocciosi come ferro o carbonio.
Risultati e analisi di TOI-560c
Con tutti i dati forniti, il nostro team ha risolto con successo il mistero di Toi-560c. Per prima cosa abbiamo adattato la curva di luce del transito fornita ad Allesfitter per ottenere informazioni sulla stella e sul pianeta. Dopo aver ottenuto i dati da Allesfitter, abbiamo iniziato l'analisi dei risultati.
Dimensione
La prima cosa da fare è calcolare il raggio del pianeta, seguendo la formula successiva:
Profondità di transito (%) = (π R_pianeta^2) / (π R_stella^2) * 100
Abbiamo trovato la profondità di transito nel grafico fornito da Allesfitter. Abbiamo scelto 0,14% come valore di profondità di transito.
Fig.1 Tabella della curva di luce di transito di TOI-560c
Abbiamo isolato il raggio del pianeta nel modo seguente:
R_TOI-560c = √ (Profondità di transito (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Dopo la sostituzione, abbiamo ottenuto i seguenti risultati:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_terra
Con questi risultati abbiamo concluso che TOI-560c è una super-Terra perché il suo raggio è più o meno il doppio del raggio terrestre.
Periodo orbitale e distanza
Possiamo trovare il valore del periodo orbitale in una tabella fornita da Allesfitter e dobbiamo convertire i giorni in secondi.
Fig.2 Tabella con le informazioni fornite dal raccordo in Allesfitter.
T = 18,8797 giorni = 1,6312 x 10^6 s
In questa formula dobbiamo utilizzare la massa della stella, che deve essere espressa in chilogrammi. Possiamo trovare la massa della stella nel fascicolo.
Fig.3 Informazioni sulla stella trovate nel fascicolo del caso
M = 0,73 * M_sole = 1,4515 x 10^30 kg
Il passo successivo è stato quello di calcolare la distanza dalla sua stella. Per risolvere questo problema abbiamo utilizzato la terza legge di Keplero:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Poi abbiamo isolato la distanza dalla formula:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Una volta cambiate le unità, abbiamo sostituito i valori e ottenuto il risultato successivo:
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
Con queste informazioni, abbiamo concluso che questo pianeta è potenzialmente inabitabile a causa della breve distanza dalla sua stella. Questa distanza comporta temperature molto calde e una possibilità molto bassa di trovare acqua liquida.
Temperatura e abitabilità
Come si può vedere in questo diagramma, TOI-560c ha temperature superiori a 200ºC. Nella documentazione del caso, è scritto che la temperatura è più o meno di 225ºC.
Fig.4 Diagramma con le temperature e le distanze dalle proprie stelle dei diversi pianeti trovati nel video della Fase 4.
Questa temperatura può essere causata dalla vicinanza alla sua stella, che si trova a soli 0,125 UA, come abbiamo calcolato in precedenza. Per questo motivo consideriamo questo pianeta inabitabile, perché il suo calore estremo rende molto difficile l'esistenza di acqua liquida e non potremmo resistere al calore e alle radiazioni emesse dalla stella a questa distanza.
Densità e composizione
L'ultima cosa da verificare era la densità e la composizione della stella.
Prima di tutto, avevamo la formula della densità:
ρ = MV
Quindi, sostituiamo la massa con la massa del pianeta e il volume con il volume del pianeta.
ρ_pianeta = M_pianeta / (4πR_pianeta^3 / 3) = 9,70*M_terra / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Possiamo notare che la densità di TOI-560c è un po' più leggera di quella di Marte, essendo questa seconda di 3,93 g/cm3.
Come si legge nel dossier, supponiamo che TOI-560c sia un mini-Nettuno o una super-Terra, ma non possiamo confermare la sua composizione. Tuttavia, se consideriamo la composizione di questo tipo di pianeta, possiamo aspettarci che TOI-560c sia un pianeta roccioso, formato principalmente da silicio e ossigeno. Questi elementi possono essere accompagnati da altri, tra cui alluminio, ferro, magnesio o calcio.
TOI-560c Conclusioni
In conclusione, possiamo affermare che TOI-560c non è abitabile per noi a causa della sua temperatura elevata, probabilmente causata dalla breve distanza dalla sua stella. Il suo periodo orbitale è molto più veloce di quello di Mercurio e la sua densità è leggermente inferiore a quella di Marte. Il suo raggio è quasi due volte e mezzo quello terrestre e la sua massa è quasi la metà di quella di Nettuno. Non possiamo conoscere esattamente la sua composizione, sembra che sia un pianeta delle dimensioni di un mini-Nettuno, ma deduciamo che sia fondamentalmente formato da rocce, dato che le rocce hanno tipicamente una densità di 2,5 ∼ 3 g / cm^3, quindi supponiamo che sia composto da rocce e da un piccolo nucleo metallico fino a quando non si potranno ottenere dati sulla composizione.
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