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.
Abakus
Geriausio projekto prizo laimėtojas
Naujosios Goricos universitetas Ajdovščina - Slovėnija 16 metų, 17 metų 2 / 2
TOI-560c
TOI-560c projekto aprašymas:
Vykdydami projektą "Hack an Exoplanet", išanalizavome dvi egzoplanetas ir atidžiau pažvelgėme į egzoplanetą TOI-560c. Egzoplanetos - tai planetos, skriejančios aplink kitas žvaigždes už mūsų Saulės sistemos ribų. Jų savybės (dydis, masė, orbita) matuojamos naudojant astronominių stebėjimų metu gautus duomenis. Analizavome CHEOPS palydovo (ESA) duomenis, kuriais buvo stebimas egzoplanetos prasilenkimas su ją priimančiąja žvaigžde, kurio metu ji iš dalies užstojo žvaigždės šviesą. Naudodamiesi internetine priemone allesfitter ir savo pačių atlikta analize nustatėme, kad planeta priklauso mini Neptūnų klasei ir kad jos savybės nedaug skiriasi nuo žinomos mini Neptūnų populiacijos. Planeta turi uolinį branduolį. Ji skrieja aplink savo žvaigždę palyginti nedideliu atstumu, o jos paviršiaus temperatūra viršija ribą, kai gali egzistuoti skystas vanduo. Todėl TOI-560c negali egzistuoti mums žinoma gyvybė.
TOI-560c rezultatai ir analizė
Analizę pradėjome naudodamiesi "allesfitter" internetine priemone. Programoje buvo pateikti ištraukos stebėjimo duomenys. Programa taip pat leido mums pritaikyti modelį prie duomenų ir gauti kai kurių egzoplanetos parametrų ir jos orbitos reikšmes. Pirmiausia rankiniu būdu pakoregavome planetos spindulį, žvaigždės spindulį ir tranzito vidurio taško laiką, kad atspėtume geriausiai šviesos kreivę atitinkantį modelį. Tuomet įrankis naudojo algoritmą, kad surastų geriausią tranzito modelį. 1 paveiksle pavaizduoti duomenys, perbraižyti geriausių modelių šeima (raudona spalva) ir mūsų pradiniu spėjimu (pilka spalva). Labiausiai tikėtinų planetos spindulio, žvaigždės spindulio ir tranzito vidurio laiko verčių histogramos parodytos 2 paveikslėlyje, o vertės, įskaitant neapibrėžtis, pateiktos lentelėje (3 paveikslas). Labiausiai tikėtinos vertės yra 2,39 Žemės spindulio, 0,65 Saulės spindulio ir 0,44 dienos. Lentelėje taip pat pateiktos planetos orbitos periodo (18,8 dienos) ir orbitos elipsės pusašio dydžio (0,1242 au) vertės - jos buvo išmatuotos kitais būdais.
Kai kurių parametrų vertes taip pat matavome skirtingai. Planetos dydžio ir žvaigždės dydžio santykį apskaičiavome pagal žvaigždės patamsėjimą tranzito metu. Žinodami žvaigždės dydį (0,65 Saulės spindulio), galėjome apskaičiuoti planetos spindulį (2,46 Žemės spindulio). Remdamiesi žinomu periodu ir trečiuoju Keplerio dėsniu, apskaičiavome orbitos pusiau didžiąją ašį (0,125 au). Žinodami planetos dydį ir masę (masė buvo išmatuota radialiniu metodu, jos vertė yra apie 9,7 Žemės masės), galime apskaičiuoti vidutinį planetos tankį (3,6 g cm-3).
Taip pat galime įvertinti planetos temperatūrą. Planetos pusiausvyros temperatūra buvo apskaičiuota darant prielaidą, kad žvaigždė spinduliuoja šviesą kaip juodasis kūnas, planeta dalį šviesos sugeria, dalį atspindi ir dalį energijos išspinduliuoja. Temperatūrą apskaičiavome esant dviem skirtingiems planetos sukimosi aplink savo ašį greičiams - lėtam ir greitam. Darėme prielaidą, kad žvaigždės paviršiaus temperatūra yra 4511 K [1]. Atspindžio arba albedo reikšmę priėmėme 0,1 (apytikslis įvertinimas mini Neptūnui). Taigi lėtai besisukančios planetos temperatūra yra 574 K, o greitai besisukančios planetos - 483 K. Pastaroji vertė yra panaši į nurodytąją atvejo byloje ir [1]. Mūsų skaičiavimai supaprastinti, nes neatsižvelgėme į planetos sudėtį ir atmosferą. Jei atmosfera yra tankesnė, į kosmosą grįš mažiau energijos nei tuo atveju, jei atmosfera yra plonesnė. Tuo galime įsitikinti pažvelgę į Venerą ir palyginę jos temperatūrą bei atmosferą su mūsų - Žemės - temperatūra. Taip pat nagrinėjome, kaip toli turėtų būti planeta, kad joje būtų skysto vandens. Remiantis pirmiau pateiktomis prielaidomis, planeta turi būti bent penkis kartus toliau nuo dabartinės žvaigždės, kad joje būtų skysto vandens (labiau tikėtina, kad ji turėtų būti dar toliau).
TOI-560c tikriausiai yra uolėta planeta. Ji yra palyginti arti žvaigždės, todėl jos paviršiaus temperatūra yra per aukšta, kad joje galėtų būti skysto vandens. Kitos tokios planetos mūsų Saulės sistemoje nėra. Ji yra keturis kartus arčiau žvaigždės nei Merkurijus prie Saulės. Kaip žinome, mūsų Saulės sistemoje mini Neptūnų nėra, tačiau jie dažnai aptinkami aplink kitas žvaigždes.
Galiausiai pažvelgėme, kaip TOI-560c galima palyginti su kitais mini Neptūnais. Gavome mini-neptūnų [2], t. y. egzoplanetų, kurių spindulys yra nuo 1,7 iki 4 Žemės spindulių, o masė mažesnė nei 20 Žemės masių, imtį [3]. 4 ir 5 paveiksluose parodytos imties periodo ir spindulio bei spindulio ir masės priklausomybės. ToI-560c pažymėta raudonai. Nustatėme, kad TOI-560c yra tipiškas mini Neptūnas, kurio spindulys nuo vidutinio mini Neptūnų spindulio (2,5 Žemės spindulio) skiriasi tik 2%. Jo periodas taip pat artimas vidurkiui, bet didesnis už medianą, nes dauguma rastų minineptūnų yra arčiau žvaigždės (tikriausiai dėl stebėjimų paklaidos). Lyginant spindulį ir masę, TOI-560c taip pat neišsiskiria.
Mūsų matavimai galėtų būti patobulinti. Visų pirma neatsižvelgėme į neapibrėžtumus. Taip pat pridedame mūsų atliktos planetos analizės bylą.
[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 Išvados
Atlikę skaičiavimus padarėme išvadą, kad planeta yra labai arti savo žvaigždės ir, atsižvelgiant į jos tankį, greičiausiai yra uolinė planeta. Jos paviršiaus temperatūra yra palyginti aukšta, todėl tikimės, kad jos paviršiuje nėra skysto vandens ir nėra mums žinomos gyvybės. Lygindami TOI-560c su žinomų mini Neptūnų imtimi, priėjome prie išvados, kad TOI-560c yra tipiška mini Neptūnų atstovė, nes daugumos jos parametrų vertės yra labai artimos katalogo vidurkiams. TOI-560c nepanaši į jokią kitą Saulės sistemos planetą.
Pagalbiniai failai:
