Izaicinājums nulle

Cheops_illustration_pillars

Mini izaicinājums

IESĀCĒJU LĪMENIS
12 līdz 18 gadus veci

Pabeigt šo izmeklēšanu lai uzzinātu, kā analizēt satelīta datus, lai atklātu orbītas lielumu un orbitāli eksoplanētu orbītas un orbītas perioda noteikšanu un kļūt par īstu eksoplanētu detektīvu.

1. jautājums

Eksoplanētas ir planētas, kas riņķo ap zvaigznēm, kuras nav mūsu Saule. Mēs esam atklājuši vairāk nekā 5000 eksoplanētu, taču tās ir grūti atklāt, jo no tām saņemtais signāls ir neliels salīdzinājumā ar daudz lielāku signālu, ko saņem no lielākām un spilgtākām saimniekzvaigznēm.

Kā tiek atklātas eksoplanētas?

Izvēlieties viena vai vairākas iespējas.

  • Tieši pamanot eksoplanētas
  • Ceļojot uz eksoplanētām
  • Mērot galvenās zvaigznes kustības svārstības
  • Mērot gaismas svārstības, ko saņemam no zvaigznes.

2. jautājums

Viena no eksoplanētu atklāšanas metodēm ir tranzīta fotometrija. Eksoplanēta tiek atklāta, izmērot zvaigznes gaismas samazināšanos, kad eksoplanēta šķērso staru starp zvaigzni un teleskopu. To sauc par eksoplanētas tranzītu.

A gaismas līkne ir galvenās zvaigznes gaismas mērījums noteiktā laika periodā. Zvaigznes gaismas līknes krituma lielumu eksoplanētas tranzīta laikā sauc par eksoplanētu. tranzīta dziļums.

Kāds ir tranzīta dziļums gaismas līknes attēlojumā 1. attēlā?

1. attēls: Simulētā gaismas līkne, ieskaitot vienu tranzītu

Izvēlieties viena iespēja.

  • 10%
  • 1%
  • 8%
  • 0.8%

3. jautājums

Tagad analizēsim reālu KELT-3 zvaigznes gaismas līkni. Datus 2023. gada janvārī ieguva ESA satelīts Cheops.
Analizējiet gaismas līkni. Izmēriet eksoplanētas KELT-3b tranzīta dziļumu un novērtējiet tās rādiusu, izmantojot turpmāk minēto vienādojumu.

\text{planētas rādiuss} \aprox \sqrt{\teksts{zvaigznes rādiuss}^2 × \frac{teksts{tranzīta dziļums}}{100\%}}

Zvaigznes KELT-3 rādiuss ir 1,7 reizes lielāks par Saules rādiusu.

Kāds ir eksoplanētas KELT-3b rādiuss?

2. attēls: KELT-3b dati no Cheopsa ar tranzīta gaismas līknes labāko piemērotības modeli no allesfitter.

Izvēlieties viena iespēja.

  • Aptuveni 0,16 reizes lielāks par Saules rādiusu.
  • Aptuveni 1,6 reizes lielāks par Saules rādiusu.
  • Aptuveni 0,43 reizes lielāks par Saules rādiusu.
  • Aptuveni 0,04 reizes lielāks par Saules rādiusu.

Jautājums Nr. 4

3. attēlā ir parādīta simulēta gaismas līkne, kas atspoguļo eksoplanētu saimnieka zvaigznes gaismas mērījumus 1 nedēļas laikā. Šajā laikā simulētā eksoplanēta trīs reizes šķērsoja zvaigzni. Šīs viltotās eksoplanētas periodu var novērtēt, izmērot attālumu starp gaismas līknes kritumiem.

Kāds ir šīs eksoplanētas orbitālais periods?

3. attēls: Simulētā gaismas līkne, ieskaitot vairākus tranzītus.

Izvēlieties viena iespēja.

  • 1 diena
  • 1,5 dienas
  • 2 dienas
  • 2,5 dienas

5. jautājums

Tagad esat gatavs interpretēt K2-141 izmērīto gaismas līkni. Datus ieguva ESA satelīts Cheops 2023. gada septembrī.

Analizējiet 4. attēlā redzamo gaismas līkni. Aprakstiet, kādu informāciju varat iegūt no šī datu kopuma.

4. attēls: Zvaigznes K2-141 gaismas līkne, zilie apļi attēlo datus, kas iegūti ar Cheops, un sarkanā līnija ir allesfitter labākais modelis.

 

Papildu informācija: K2-141 zvaigznes rādiuss ir 0,7 reizes lielāks par Saules rādiusu.

 

Vai saskatāt sižetā ko neparastu?

Paskaidrojiet savus novērojumus. 

 

6. jautājums

Eksoplanētas ir ļoti dažādas, tām var būt dažādi izmēri, masas un temperatūras. Mēs varam tās iedalīt dažādos tipos, salīdzinot to īpašības ar mūsu Saules sistēmas planētām.

 

 

Analizējiet visu turpmāk minēto planētu un eksoplanētu īpašības. Savienojiet katras eksoplanētas tipu ar tās nosaukumu.

  • Karstais Jupiters
  • Mini-Neptune
  • Super-Zeme
  • K2-141b
  • KELT-3b
  • TOI-560c

Zeme

\footnotesize \text{radius} = 1 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 1 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = 15 \grāds C

Jupiters

\footnotesize \text{radius} = 11,21 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 317,8 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = -110\grādu C

Neptūns

\footnotesize \text{radius} = 3,88 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 17,1 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = -200\grādu C

KELT-3b

\footnotesize \text{radius} = 17,5 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 617 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = 1543 \grāds C

TOI-560c

\footnotesize \text{radius} = 2,4 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 10 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = 225 \grāds C

K2-141b

\footnotesize \text{radius} = 1,5 × \text{Zemes rādiuss}
\footnotesize \text{masa} = 5 × \text{Zemes masa}
\footnotesize \text{temperature} = 1830 \grāds C

Temperatūra attiecas uz vidējo temperatūru uz planētas virsmas.
Planētu un eksoplanētu izmēri neatbilst mērogam. 

7. jautājums

Šobrīd Zeme ir vienīgā mums zināmā vieta Visumā, kur ir dzīvība. Senākās datētās fosilijas uz planētas Zeme ir 3,7 miljardus gadu vecas. Kad mūsu planētā pirmo reizi radās dzīvība, apstākļi bija ļoti atšķirīgi. 

Vai jūs domājat, ka dzīvība varētu pastāvēt kādā no trim iepriekš minētajām eksoplanētām? 

 

 

Paskaidrojiet, kāpēc.

 

 

Mini izaicinājums

Izmeklēšanas progress

Pabeigts!

Turpiniet izpētes darbu, detalizēti analizējot Cheopsa datus no KELT-3b, TOI-560c vai K2-141 planetārās sistēmas. 

Turpināt izmeklēšanu

Izvēlieties savu lapu