Nulinis iššūkis

Cheops_ilustracija_stulpai

Mini iššūkis

PRADEDANČIŲJŲ LYGIS
12-18 metų

Atlikite šį tyrimą sužinoti, kaip analizuoti palydovų duomenis, kad sužinotumėte, kokio dydžio ir orbitos laikotarpį ir tapkite tikru egzoplanetų detektyvu.

1 klausimas

Egzoplanetos - tai planetos, skriejančios aplink kitas žvaigždes nei mūsų Saulė. Esame atradę daugiau kaip 5000 egzoplanetų, tačiau jas sunku aptikti, nes iš jų gaunamas signalas yra mažas, palyginti su daug didesniu signalu, gaunamu iš didesnių ir ryškesnių žvaigždžių šeimininkių.

Kaip aptinkamos egzoplanetos?

Pasirinkite viena arba kelios parinktys.

  • Tiesiogiai stebint egzoplanetas
  • Keliaudami į egzoplanetas
  • Matuojant priimančiosios žvaigždės judėjimo svyravimus
  • Matuojant šviesos, kurią gauname iš žvaigždės, pokyčius

2 klausimas

Vienas iš egzoplanetų aptikimo metodų yra tranzitinė fotometrija. Egzoplaneta aptinkama matuojant žvaigždės šviesos silpnėjimą, kai egzoplaneta praskrieja tarp žvaigždės ir teleskopo. Tai vadinama egzoplanetos tranzitu.

A šviesos kreivė tai priimančiosios žvaigždės šviesos matavimas per tam tikrą laikotarpį. Žvaigždės šviesos kreivės kritimo dydis egzoplanetos tranzito metu vadinamas tranzito gylis.

Koks tranzito gylis pavaizduotas 1 pav. pateiktoje šviesos kreivėje?

1 paveikslas: Sumodeliuota šviesos kreivė, įskaitant vieną tranzitą

Pasirinkite viena galimybė.

  • 10%
  • 1%
  • 8%
  • 0.8%

3 klausimas

Dabar paanalizuokime tikrą KELT-3 žvaigždės šviesos kreivę. Duomenis 2023 m. sausio mėn. gavo ESA palydovas "Cheops".
Išanalizuokite šviesos kreivę. Išmatuokite egzoplanetos KELT-3b tranzito gylį ir apskaičiuokite jos spindulį pagal toliau pateiktą lygtį.

\text{planetos spindulys} \aprox \sqrt{\text{žvaigždės spindulys}^2 × \frac{\text{tranzito gylis}}{100\%}}

KELT-3 žvaigždės spindulys yra 1,7 karto didesnis už Saulės spindulį.

Koks egzoplanetos KELT-3b spindulys?

2 pav. KELT-3b duomenys iš Cheopso ir tranzito šviesos kreivės geriausiai tinkantis modelis iš allesfitter

Pasirinkite viena galimybė.

  • Maždaug 0,16 karto didesnis už Saulės spindulį
  • Maždaug 1,6 karto didesnis už Saulės spindulį
  • Maždaug 0,43 karto didesnis už Saulės spindulį
  • Maždaug 0,04 karto didesnis už Saulės spindulį

4 klausimas

3 paveiksle pavaizduota imituota šviesos kreivė, vaizduojanti egzoplanetą priimančios žvaigždės šviesos matavimus per 1 savaitę. Per šį laiką imituojama egzoplaneta perskriejo tris kartus. Šios imitacinės egzoplanetos periodą galite įvertinti matuodami atstumą tarp šviesos kreivės kritimų.

Koks šios egzoplanetos orbitos periodas?

3 paveikslas: Sumodeliuota šviesos kreivė, įskaitant kelis tranzitus.

Pasirinkite viena galimybė.

  • 1 diena
  • 1,5 dienos
  • 2 dienos
  • 2,5 dienos

5 klausimas

Dabar galite interpretuoti išmatuotą K2-141 šviesos kreivę. Duomenis 2023 m. rugsėjo mėn. gavo ESA palydovas "Cheops".

Išanalizuokite 4 paveiksle pateiktą šviesos kreivę. Aprašykite, kokią informaciją galite gauti iš šio duomenų rinkinio.

4 pav. K2-141 žvaigždės šviesos kreivė, mėlynais apskritimais pažymėti duomenys, gauti naudojant Cheops, o raudona linija - geriausiai tinkantis allesfitter modelis.

 

Papildoma informacija: K2-141 žvaigždės spindulys yra 0,7 karto didesnis už Saulės spindulį.

 

Ar matote ką nors neįprasto siužete?

Paaiškinkite savo pastebėjimus. 

 

6 klausimas

Egzoplanetos yra labai įvairios, jos gali būti skirtingo dydžio, masės ir temperatūros. Jas galime suskirstyti į skirtingus tipus, susiedami jų savybes su mūsų Saulės sistemos planetomis.

 

 

Išanalizuokite visų toliau pateiktų planetų ir egzoplanetų savybes. Susiekite kiekvienos egzoplanetos tipą su jos pavadinimu.

  • Karštas Jupiteris
  • Mini Neptūnas
  • Superžemė
  • K2-141b
  • KELT-3b
  • TOI-560c

Žemė

\footnotesize \text{radius} = 1 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 1 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperature} = 15 \degree C

Jupiteris

\footnotesize \text{radius} = 11,21 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 317,8 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperatūra} = -110 laipsnių C

Neptūnas

\footnotesize \text{radius} = 3,88 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 17,1 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperature} = -200\ laipsnių C

KELT-3b

\footnotesize \text{radius} = 17,5 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 617 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperature} = 1543 \degree C

TOI-560c

\footnotesize \text{radius} = 2,4 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 10 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C

K2-141b

\footnotesize \text{radius} = 1,5 × \text{Žemės spindulys}
\footnotesize \text{masė} = 5 × \text{Žemės masė}
\footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C

Temperatūra - tai vidutinė temperatūra planetos paviršiuje.
Planetų ir egzoplanetų dydis neatitinka mastelio. 

7 klausimas

Šiandien Žemė yra vienintelė mums žinoma vieta Visatoje, kurioje yra gyvybė. Seniausioms datuojamoms Žemės planetos fosilijoms yra 3,7 mlrd. metų. Kai mūsų planetoje pirmą kartą susiformavo gyvybė, sąlygos buvo labai skirtingos. 

Ar manote, kad gyvybė galėtų egzistuoti kurioje nors iš trijų anksčiau išvardytų egzoplanetų? 

 

 

Paaiškinkite, kodėl.

 

 

Mini iššūkis

Jūsų tyrimo pažanga

Baigta!

Tęskite tiriamąjį darbą išsamiai analizuodami Cheopso duomenis iš KELT-3b, TOI-560c arba K2-141 planetų sistemos. 

Tęsti tyrimą

Pasirinkite puslapį