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.
JOVAAS
Geriausio projekto prizo laimėtojas
Sabadelio astronomų draugija Sabadell - Katalonija Ispanija 18 metų, 17 metų, 16 metų 4 / 1
TOI-560c
TOI-560c projekto aprašymas:
Dalyvaudami hakatone "Hack an Exoplanet Hack" analizavome ESA pateiktus duomenis, skirtus egzoplanetai TOI-560c tirti. Analizuodami CHEOPS teleskopo pateiktas pritaikytas tranzitines šviesos kreives, nustatėme, kad TOI-560c spindulys 2,66 karto didesnis už Žemės spindulį, o masė - 9,70 Žemės masės. Tai rodo, kad ši egzoplaneta yra superžemės tipo. Be to, atlikę automatinį tranzitinės šviesos kreivės atitikimą, kurį palengvino programinė įranga "Allesfitter", nustatėme 18,88 dienos orbitinį periodą. Vėliau pasinaudojome trečiuoju Keplerio dėsniu, kad apskaičiuotume atstumą tarp TOI-560c ir ją priimančios žvaigždės. Mūsų rezultatai rodo, kad atstumas yra 0,125 AU, o tai rodo, kad tikimybė rasti skysto vandens jos paviršiuje yra labai maža, atsižvelgiant į jos karštą temperatūrą - apie 225 ºC. Galiausiai pagal tankio formulę apskaičiavome planetos tankį. Tai leido apskaičiuoti, kad TOI-560c tankis yra maždaug 3,89 g/cm^3. Šis tankio nustatymas rodo, kad planeta yra šiek tiek lengvesnė už Marsą, bet tankesnė už mūsų Saulės sistemoje esančias dujines milžines. Atsižvelgdami į gautas TOI-560c tankio vertes, spėjame, kad ji sudaryta iš uolienų, pavyzdžiui, geležies arba anglies.
TOI-560c rezultatai ir analizė
Naudodamasi visais pateiktais duomenimis, mūsų komanda sėkmingai išsprendė "Toi-560c" paslaptį. Pirmiausia "Allesfitter" programa pritaikėme pateiktą tranzitinę šviesos kreivę, kad gautume informacijos apie žvaigždę ir planetą. Gavę duomenis iš "Allesfitter", pradėjome rezultatų analizę.
Dydis
Pirmiausia pagal kitą formulę apskaičiavome planetos spindulį:
Tranzito gylis (%) = (π R_planeta^2) / (π R_žvaigždė^2) * 100
Tranzito gylį radome "Allesfitter" pateiktoje diagramoje. Kaip tranzito gylio vertę pasirinkome 0,14%.
1 pav. TOI-560c tranzito šviesos kreivės lentelė
Planetos spindulį išskyrėme taip:
R_TOI-560c = √ (Tranzito gylis (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Po pakeitimo gavome tokius rezultatus:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_earth
Remdamiesi šiais rezultatais padarėme išvadą, kad TOI-560c yra superžemė, nes jos spindulys daugiau ar mažiau du kartus didesnis už Žemės spindulį.
Orbitos periodas ir atstumas
Orbitos periodo vertę galime rasti "Allesfitter" pateiktoje lentelėje, o dienas reikia konvertuoti į sekundes.
2 pav.2 Lentelė su informacija, kurią pateikia "Allesfitter" įranga.
T = 18,8797 dienos = 1,6312 x 10^6 s
Šioje formulėje turime naudoti žvaigždės masę, kuri taip pat turi būti išreikšta kilogramais. Žvaigždės masę galime rasti bylos medžiagoje.
Pav.3 Informacija apie žvaigždę, rasta bylos medžiagoje
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Kitas žingsnis buvo apskaičiuoti atstumą iki jo žvaigždės. Šiam uždaviniui išspręsti pasitelkėme trečiąjį Keplerio dėsnį:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Tada iš formulės išskyrėme atstumą:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Pakeitę šiuos vienetus, pakeitėme vertes ir gavome kitą rezultatą:
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
Remdamiesi šia informacija padarėme išvadą, kad ši planeta gali būti negyvenama dėl mažo atstumo nuo savo žvaigždės. Toks atstumas susijęs su tikrai karšta temperatūra ir labai maža galimybe rasti skysto vandens.
Temperatūra ir tinkamumas gyventi
Kaip matome šioje diagramoje, TOI-560c temperatūra viršija 200ºC. Bylos medžiagoje rašoma, kad temperatūra yra daugiau ar mažiau 225ºC.
4 pav. 4 žingsnio vaizdo įraše rastų skirtingų planetų temperatūrų ir atstumų iki žvaigždžių diagrama.
Tokią temperatūrą gali lemti tai, kad ji yra tik 0,125 AU atstumu nuo savo žvaigždės, kaip apskaičiavome anksčiau. Todėl šią planetą laikome negyvenama, nes dėl itin didelio karščio joje labai sunku egzistuoti skystam vandeniui, o tokiu atstumu žvaigždės skleidžiamai šilumai ir spinduliuotei negalėtume pasipriešinti.
Tankis ir sudėtis
Paskutinis dalykas, kurį turėjome patikrinti, buvo žvaigždės tankis ir sudėtis.
Pirmiausia turėjome tankio formulę:
ρ = MV
Tuomet masę pakeičiame planetos mase, o tūrį - planetos tūriu.
ρ_planeta = M_planeta / (4πR_planeta^3 / 3) = 9,70*M_žemė / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Matome, kad TOI-560c tankis yra šiek tiek lengvesnis už Marso tankį, kuris šįkart yra 3,93 g/cm3.
Kaip rašoma bylos medžiagoje, manome, kad TOI-560c yra mini Neptūnas arba superžemė, tačiau negalime patvirtinti jos sudėties. Nors, jei pažvelgsime į tokio tipo planetų sudėtį, galime tikėtis, kad TOI-560c yra uolinė planeta, daugiausia sudaryta iš silicio ir deguonies. Kartu su šiais elementais gali būti ir kitų, įskaitant aliuminį, geležį, magnį ar kalcį.
TOI-560c Išvados
Apibendrinant galima teigti, kad TOI-560c nėra tinkamas gyventi dėl karštos temperatūros, kurią tikriausiai lemia mažas atstumas iki žvaigždės. Jo orbitos periodas daug greitesnis nei Merkurijaus, o tankis šiek tiek mažesnis nei Marso. Jo spindulys beveik du su puse karto didesnis už Žemės spindulį, o masė - beveik pusė Neptūno masės. Negalime tiksliai žinoti jos sudėties, atrodo, kad tai mini Neptūno dydžio planeta, tačiau darome išvadą, kad iš esmės ją sudaro uolienos, nes uolienų tankis paprastai būna 2,5 ∼ 3 g / cm^3, todėl manome, kad ji sudaryta iš uolienų ir nedidelio metalinio branduolio, kol bus galima gauti duomenų apie sudėtį.
Pagalbiniai failai:
