2023 m. projekto galerija

Cheops_ilustracija_stulpai

2023 m. projekto galerija

Europos vidurinių mokyklų moksleiviai tapo EKA egzoplanetų detektyvais ir, naudodamiesi Cheopso palydovo duomenimis, atskleidė dviejų egzoplanetų paslaptis: KELT-3b ir TOI-560c.

Susipažinkite su toliau pateiktais projektais.

Planeterra

 Geriausio projekto prizo laimėtojas
Brno-Bystrc gimnazija  Brno - Pietų Moravija    Čekija 15 metų, 19 metų   3 / 0

Išorinis komandos projekto URL (pvz., svetainės arba PDF):
https://photohorak.cz/TOI-560c.html

"Youtube" vaizdo įrašo nuoroda:
https://www.youtube.com/watch?v=0SZ2f3I-MtM


TOI-560c


TOI-560c projekto aprašymas:

Tolimoje, labai tolimoje Saulės sistemoje... tiksliau, už 103 šviesmečių, randame mūsų trokštamą egzoplanetą. Kaip rodo pavadinimas, mūsų TOI-560c nėra vienintelė egzoplaneta savo Saulės sistemoje. Nors ir nedidelė, sistemoje yra dar viena maždaug dvigubai didesnė planeta, pavadinta TOI-560b. Abi jos skrieja aplink K tipo žvaigždę TOI-560, esančią už Saulės sistemos gyvenamosios zonos ribų.

 

TOI-560c rezultatai ir analizė

Planetos dydis

Pirmiausia nustatėme, kad planetos skersmuo yra 30550,62 m, o tranzito gylis - 0,01372%. Norėdami apskaičiuoti spindulį, pirmiausia naudojome "Allesfitter" daugiklį 2,395. Taip gavome 15 275,3 km spindulį. Dabar su formule, kur H yra šviesos kreivės skirtumas, kurį paėmėme iš Cheopso šviesos kreivės matavimo grafiko, kuris buvo 99,862, o tai reiškia, kad skirtumas sudarė 0,137. Iš to gavome daugiklį 2,646, pagal kurį gavome 16 752,7 km spindulį, arba maždaug 10% skirtumą nuo pirminio "Allesfitter" išvesties.

Orbitos ilgis

Žinome, kad TOI-560c metų periodas yra 18,87 Žemės dienų, taigi jo metai yra daug trumpesni nei Žemėje.

Saulės sistemoje abi planetos skrieja labai arti savo žvaigždės. Tiesą sakant, taip arti, kad jų aukščiausia orbita yra daug žemesnė už Merkurijaus orbitą mūsų Saulės sistemoje. Kadangi žinome TOI-560c atstumą nuo savo žvaigždės, galime apskaičiuoti, kad jos orbitos ilgis yra 117 106 752,8 km. O iš šio ilgio galime nustatyti, kad orbitos greitis yra 720 958,63 m/s.

Abiejų planetų orbitos yra panašios savo polinkiu, kuris nuo 90° siekia tik 0,4 nuokrypio. Abiejų B ir C planetų orbitų polinkis labai panašus, todėl galime teigti, kad jos nėra keliaujančios planetos, kurios būtų atsidūrusios šioje Saulės sistemoje ir ten pasilikusios dėl gravitacinės traukos, o veikiau buvo sukurtos labai panašiu metu.

 

Saulės sistema

TOI-560c nėra vienintelė planeta savo Saulės sistemoje. Aplink TOI-560 skrieja dar viena planeta. Abi jos buvo atrastos taikant pereinamąjį metodą. Be to, TOI-560b ir TOI-560c turi beveik identiškus polinkius - beveik 90 laipsnių kampu mūsų požiūriu, o tai dar vienas įrodymas, kad jos susiformavo panašiu metu praeityje. Tačiau yra ir tam tikrų skirtumų. Daugiausia dėl dydžio ir orbitos. TOI-560b orbitos periodas yra 6,39 dienos, t. y. perpus trumpesnis nei TOI-560c, rašoma exoplanet.eu. Išmatuota, kad TOI-560b yra 0,249 Jupiterio dydžio, o TOI-560c - tik 0,23. Skiriasi ir spalvos, mes iškėlėme keletą hipotezių apie TOI-560c cheminę sudėtį, kurios tiesiogiai lemia spalvų schemą, viskas paminėta skirtuke "Atmosferos hipotezės". Abi planetos taip pat yra gerokai už gyvenamosios zonos ribų.

The Extrasolar Planet Encyclopaedia - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

 

Planetos amžius

Pasak http://exoplanet.eu/, mūsų egzoplaneta yra gana jauna - jai 750 000 000 metų. Tokio amžiaus Žemė tebebuvo prekambro eroje, o tai reiškia, kad tik iš organinių telkinių susiformavo prokariotinės ląstelės, iš kurių išsivystė eukariotinės ląstelės. Tačiau prekambro laikotarpiu paviršiaus temperatūra buvo tik keliais laipsniais aukštesnė už 0 °C.

O kaip dėl TOI-560c? Buvo išmatuota, kad paviršiaus temperatūra yra apie 225, o tai nėra labai tinkama gyventi aplinka, palyginti su Žeme. Nors galėtume spėlioti apie termofilines ląsteles su itin storomis ląstelių sienelėmis, prisitaikiusias prie tokios temperatūros. Pavyzdžiui, netoli Kavačio ugnikalnio Žemėje vandens temperatūra siekia apie 68 °C, o ten vis dar gyvena rykliai. Tačiau dėl TOI-560C apsiribojome savo spėjimais apie nedidelius organizmus, priklausomai nuo atmosferos kiekio ir slėgio.

The Extrasolar Planet Encyclopaedia - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

 

Atmosferos hipotezės

Skirtumas tarp mini-neptūno ir superžemės apibrėžimo čia labai menkas. Mes iškėlėme tris hipotezes apie tai, kokia gali būti TOI-560c sudėtis, priklausomai nuo to, iš kokių elementų ji sudaryta, taip pat priklausomai nuo kiekvieno sluoksnio storio.

1 hipotezė:

Šioje hipotezėje planetos branduolį laikėme vandeniliu, veikiančiu kaip kieta medžiaga. Šerdis būtų 8 000 km skersmens. Ar jame galėtų būti vandens? Taip, galėtų. Esant tiksliai 246 MPa slėgiui, kuris leistų vandeniui būti skystos būsenos. Jei viršutinę atmosferą laikytume panašia į Neptūno, tai būtų realus variantas, tačiau TOI-560c tankis viršytų mūsų išmatuotą tankį. Taigi pagalvojome apie naują elementą ar junginį, kuris būtų atmosferoje. Šis cheminis junginys būtų šiek tiek tankesnis už vandenilį, helį, metaną ir amoniaką, kurie kartu sudaro Neptūno atmosferą.

2 hipotezė:

Šioje hipotezėje manėme, kad šerdis bus pagaminta iš aliuminio. Atmosferą sudarytų helis ir vandenilis. Esant 26 MPa slėgiui, ten galėtume matyti vandens, o pranašumas, palyginti su 1 hipoteze, būtų tas, kad slėgis būtų gerokai mažesnis, todėl susidarytų daug tinkamesnės sąlygos bet kokiam zondui, kuris ten galėtų būti nusiųstas. Taip pat darėme prielaidą, kad spindulio skersmuo būtų 5 200 km, kad atitiktų visus ryšius ir tankį. Šiuo atveju atmosfera galėtų būti storesnė nei 1 hipotezėje, nes branduolys neužima tiek daug vietos.

3 hipotezė:

Pastaruoju atveju atmosferą sudarytų helis ir vandenilis. Pagrindinis skirtumas - branduolys, kurį sudarytų litis su fosforo danga. Tai būtų puikus ličio baterijų šaltinis. Tačiau norėjome sumažinti slėgį, todėl galvojome šioje hipotezėje vandens neįtraukti. Be vandens slėgis galėtų būti 13,6 kPa - mažiausias iš visų variantų. Po daugelio skaičiavimų nustatėme, kad branduolio skersmuo yra 6202,7 km.

Planetos spalva

Remiantis www.exoplanets.nasa.gov ir www.exoplanet.eu, TOI-560c pavaizduotas oranžine spalva. Tačiau, kadangi TOI-560 yra K4V tipo žvaigždė, o TOI-560c turi ploną atmosferą, manome, kad spalvą gali lemti žvaigždės spalva ir jos skleidžiama šviesa. Kadangi TOI-560 yra ryškiai oranžinės spalvos, ši spalva atsispindėtų TOI-560c.

The Extrasolar Planet Encyclopaedia - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/

Exoplanet-catalog - Egzoplanetų tyrinėjimas: Už Saulės sistemos ribų esančios planetos. (n.d.). Exoplanet Exploration: Planetos už mūsų Saulės sistemos ribų. https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/8466/hd-73583-c/.

 

 

Kada bus kitas tranzitas?

Sužinojome, kad paskutinis tranzitas įvyko 2023 m. birželio 5 d. ir prasidėjo 1:28 val. bei tęsėsi iki 5:04 val. Iš šio ir kitų duomenų apskaičiavome, kad kitas tranzitas bus birželio 23 d. nuo 22:35 val. iki birželio 24 d. 2:11 val. O birželio 24 d. TOI-560C bus hipotetiniame TOI-560 centre, bent jau taip atrodo iš mūsų taško.

Planetų palyginimas

TOI-560c
Žemė
Neptūnas
KELT-3b

Masė
5,79303425 kg
5,97224 kg
1,02426 kg
2,691364 × 1027 kg

Spindulys
15 275,3 km
6 371 km
24 622 km
93 191 km

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

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

Temperatūra
230 °C
15 °C
-200 °C
–

Orbitos periodas
18,87 dienos
365 dienos
60 265 dienos
2,7 dienos

Žvaigždžių atstumas
0,124 au
1 au
30 au
0,041 au

 

Žvaigždžių palyginimas

TOI-560
Sun

Amžius
750 mln.
 3,853 mln.

Masė

 27 %

Spindulys
452 200 km
35 %

Žvaigždės tipas
K4V
G2V

Temperatūra
4,240
30 %

Magnitudė
9.67
4,84 (todėl didesnis šviesumas)

 

Allesfitter palyginimai

Didžiausias skirtumas, kurį išmatavome, buvo spindulys. Pirmiausia bandėme naudoti "Allesfitter" daugiklį 2,395. Tačiau kai naudojome tranzito gylio formulę, gavome 2,646 daugiklį, todėl spindulys buvo ne 15 275 km, o 16 752 km.

Kitas skirtumas buvo dėl atstumo - mes apskaičiavome, kad jis yra 0,1245 au, o "Allesfitter" nustatė tik 0,124 au.

 

"Planeterra" komanda

Pagaminta pagal: Karelas, Simonas ir Tomas


TOI-560c Išvados

Galiausiai manome, kad labiausiai tikėtinas TOI-560c scenarijus yra toks, kad atmosfera yra gana plona, tačiau gravitacijos jėgos pakanka jai išlaikyti. Didelis slėgis taip pat neatrodo tinkamas, todėl manome, kad vandens nebuvimas yra teisingas, kaip ir gyvybės egzistavimas planetos paviršiuje.

 

Šaltiniai: 

Apie - Nulaužti egzoplanetą, [be datos]. Internete. Prieiga iš: https://hackanexoplanet.esa.int/about/

Egzoplanetų katalogas | Atradimai - Egzoplanetų tyrimai: Planetos už Saulės sistemos ribų, [be datos]. Egzoplanetų tyrinėjimas: Planetos už mūsų Saulės sistemos ribų. Online. Prieiga iš: https://exoplanets.nasa.gov/discovery/exoplanet-catalog/
MUFTI, Mohammed El, 2021 m. TOI 560 : Two Transiting Planets Orbiting a K Dwarf Validated with iSHELL, PFS and HIRES RVs (Dvi tranzitinės planetos, skriejančios aplink K nykštukę, patvirtintos naudojant iSHELL, PFS ir HIRES RV). arXiv.org. Internete. 2021 m. gruodžio 26 d. Prieiga per: https://arxiv.org/abs/2112.13448
Ekstrasolinių planetų enciklopedija - Diagramos. (n.d.). http://exoplanet.eu/diagrams/

The Extrasolar Planet Encyclopaedia - HD 73583 c. (n.d.). http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/
TOI-560 c, [data nenurodyta]. Internete. Prieiga per: http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/TOI-560_c.html
 


Pagalbiniai failai:

Visi projektai