Projekts Galerija 2023

Cheops_illustration_pillars

Vidusskolēni no visas Eiropas kopā ar EKA kļuva par eksoplanētu detektīviem un, izmantojot Cheopsa satelīta datus, atklāja divu eksoplanētu noslēpumus: KELT-3b un TOI-560c.

Iepazīstieties ar turpmāk minētajiem projektiem.

Planeterra

Labākā projekta balvas ieguvējs
Brno-Bystrc ģimnāzija Brno - Dienvidmorāvija Čehija 15 gadi, 19 gadi 3 / 0

Komandas projekta ārējais URL (piemēram, tīmekļa vietne vai PDF):
https://photohorak.cz/TOI-560c.html

Youtube video saite:
https://www.youtube.com/watch?v=0SZ2f3I-MtM

TOI-560c

TOI-560c projekta apraksts:

Saules sistēmā tālu, ļoti tālu... precīzāk, 103 gaismas gadus tālu, mēs atrodam mūsu vēlamo eksoplanētu. Kā liecina nosaukums, mūsu TOI-560c nav vienīgā eksoplanēta Saules sistēmā. Lai gan šī sistēma ir maza, tajā ir vēl viena planēta, kas ir aptuveni divreiz lielāka par TOI-560b. Abas riņķo ap K tipa zvaigzni TOI-560 ārpus Saules sistēmas apdzīvojamās zonas.

TOI-560c rezultāti un analīze

Planētas izmērs

Vispirms noteicām, ka planētas diametrs ir 30550,62 metri, bet tranzīta dziļums - 0,01372%. Lai aprēķinātu rādiusu, vispirms izmantojām Allesfitter reizinātāju 2,395. Tas mums deva rādiusu 15 275,3 kilometri. Tagad, izmantojot formulu, kur H ir gaismas līknes starpība, ko mēs ņēmām no Cheopsa gaismas līknes mērījumu grafika, kas bija 99,862, kas nozīmē, ka starpība summējās 0,137. No tā mēs ieguvām reizinātāju 2,646, kas mums deva rādiusu 16 752,7 km jeb aptuveni 10% atšķirību no primārā Allesfitter iznākuma.

Orbītas garums

Mēs zinām, ka TOI-560c gada periods ir 18,87 Zemes dienas, tātad tā gads ir daudz īsāks nekā šeit uz Zemes.

Saules sistēmā abas planētas riņķo ļoti tuvu savai zvaigznei. Patiesībā tik tuvu, ka augstākā orbīta ir daudz zemāka nekā Merkurija orbīta mūsu Saules sistēmā. Tā kā mēs zinām TOI-560c attālumu no tās zvaigznes, varam aprēķināt, ka tās orbītas garums ir 117 106 752,8 km. No garuma varam noteikt, ka orbītas ātrums ir 720 958,63 m/s.

Abu planētu orbītas ir līdzīgas attiecībā uz slīpumu, kas no 90° sasniedz tikai 0,4 grādu novirzi. Abām B un C planētām ir ļoti līdzīgs orbītas slīpums, tāpēc varam teikt, ka tās nav ceļojošas planētas, kas gravitācijas pievilkšanas dēļ būtu nonākušas šajā Saules sistēmā un tur palikušas, bet gan drīzāk tās ir radītas ļoti līdzīgā laikā.

Saules sistēma

TOI-560c nav vienīgā planēta Saules sistēmā. Ap TOI-560 riņķo vēl viena planēta. Abas tika atklātas, izmantojot pārejas metodi. Turklāt TOI-560b un TOI-560c ir gandrīz identiski slīpumi - gandrīz 90 grādi no mūsu skatpunkta, kas ir vēl viens pierādījums tam, ka tās veidojušās līdzīgā laikā pagātnē. Tomēr ir dažas atšķirības. Galvenokārt izmērā un orbītā. Saskaņā ar exoplanet.eu datiem TOI-560b orbitālais periods ir 6,39 dienas, kas ir uz pusi mazāks nekā TOI-560c. TOI-560b izmērītais izmērs ir 0,249 Jupitera izmēra, bet TOI-560c - tikai 0,23. Ir arī dažas atšķirības krāsās, mēs esam izvirzījuši dažas hipotēzes par TOI-560c ķīmisko sastāvu, kas tieši nosaka krāsu shēmu, viss ir minēts cilnē "Atmosfēras hipotēzes". Abas planētas atrodas ārpus apdzīvojamās zonas.

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

Planētas vecums

Saskaņā ar http://exoplanet.eu/ datiem mūsu eksoplanēta ir diezgan jauna - 750 000 000 gadu veca. Šajā vecumā Zeme vēl atradās pirmkembrija laikmetā, kas nozīmē, ka tikai no organiskām kopām veidojās prokariotiskās šūnas, no kurām attīstījās eikariotiskās šūnas. Tomēr pirmkembrija laikā virsmas temperatūra bija tikai dažus grādus virs 0°C.

Bet kā ir ar TOI-560c? Tika izmērīta virsmas temperatūra aptuveni 225, kas, salīdzinot ar Zemi, nav īpaši piemērota dzīvošanai. Lai gan mēs varētu spekulēt par termofīlām šūnām ar īpaši biezām šūnu sieniņām, kas ir pielāgojušās šādām temperatūrām. Piemēram, pie Kavači vulkāna uz Zemes ūdens temperatūra sasniedz aptuveni 68 °C, un tur joprojām dzīvo haizivis. Bet attiecībā uz TOI-560C mēs esam aprobežojušies ar mūsu pieņēmumiem par maziem organismiem atkarībā no atmosfēras satura un spiediena.

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

Atmosfēras hipotēzes

Atšķirība starp mini-neptūna un supereārzemes definīciju šeit ir ļoti plāna. Mēs esam izvirzījuši trīs hipotēzes par to, kāds varētu būt TOI-560c sastāvs atkarībā no elementiem, no kuriem tas sastāv, kā arī atkarībā no katra slāņa biezuma.

1. hipotēze:

Šajā hipotēzē mēs domājām, ka planētas kodols ir ūdeņradis, kas darbojas kā ciets materiāls. Kodols būtu 8000 kilometru diametrā. Vai tajā varētu būt ūdens? Jā, tas varētu būt. Ar precīzu 246 MPa spiedienu, kas ļautu ūdenim būt šķidrā stāvoklī. Ja mēs domātu, ka augšējā atmosfēra ir līdzīga Neptūna atmosfērai, tas būtu iespējams, taču TOI-560c blīvums pārsniegtu mūsu izmērīto blīvumu. Tāpēc mēs domājām par jaunu elementu vai savienojumu, kas varētu atrasties atmosfērā. Šis ķīmiskais savienojums būtu nedaudz blīvāks par ūdeņradi, hēliju, metānu un amonjaku, kas kopā veido Neptūna atmosfēru.

2. hipotēze:

Šajā hipotēzē mēs uzskatījām, ka serde būs izgatavota no alumīnija. Atmosfēru veidotu hēlijs un ūdeņradis. Ar 26 MPa spiedienu mēs tur varētu redzēt ūdeni, un priekšrocība salīdzinājumā ar 1. hipotēzi būtu tā, ka spiediens būtu ievērojami zemāks, radot daudz piemērotākus apstākļus jebkurai zondei, ko tur varētu nosūtīt. Mēs arī pieņēmām, ka rādiusa diametrs ir 5200 km, lai tas atbilstu visiem savienojumiem un blīvumam. Šajā gadījumā atmosfēra varētu būt biezāka nekā 1. hipotēzē, jo kodols neaizņem tik daudz vietas.

3. hipotēze:

Pēdējā gadījumā atmosfēru veidotu hēlijs un ūdeņradis. Galvenā atšķirība ir kodolā, kurā būtu litijs ar fosfora pārklājumu. Tas būtu lielisks avots litija baterijām. Tomēr mēs vēlējāmies pazemināt spiedienu, tāpēc domājāmies šajā hipotēzē neiekļaut ūdeni. Bez ūdens spiediens varētu būt 13,6 kPa, kas ir zemākais no visiem variantiem. Pēc daudziem aprēķiniem mēs aprēķinājām, ka kodola diametrs ir 6202,7 km.

Planētas krāsa

Saskaņā ar www.exoplanets.nasa.gov un www.exoplanet.eu TOI-560c ir attēlots oranžā krāsā. Tomēr, tā kā TOI-560 ir K4V tipa zvaigzne un TOI-560c ir plāna atmosfēra, mēs domājam, ka krāsa varētu būt radusies zvaigznes krāsas un tās izstarotās gaismas dēļ. Tā kā TOI-560 ir spilgti oranža krāsa, šī krāsa varētu atspoguļoties TOI-560c.

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

Exoplanet-catalog - Eksoplanētu izpēte: Planētas ārpus mūsu Saules sistēmas. (n.d.). Eksoplanētu izpēte: Planētas ārpus mūsu Saules sistēmas. https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/8466/hd-73583-c/.

Kad būs nākamais tranzīts?

Mēs uzzinājām, ka pēdējais tranzīts notika 2023. gada 5. jūnijā, un tas sākās plkst. 1:28 un ilga līdz 5:04. No šiem un citiem datiem mēs aprēķinājām, ka nākamais tranzīts būs 23. jūnijā no plkst. 22:35 līdz 24. jūnija plkst. 2:11. Un 24. jūnijā TOI-560C atradīsies TOI-560 hipotētiskajā centrā, vai vismaz tā tas izskatās no mūsu viedokļa.

Planētu salīdzinājums

TOI-560c
Zeme
Neptūns
KELT-3b

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

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

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

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

Temperatūra
230 °C
15 °C
-200 °C
–

Orbitālais periods
18,87 dienas
365 dienas
60 265 dienas
2,7 dienas

Zvaigžņu attālums
0,124 au
1 au
30 au
0,041 au

Zvaigžņu salīdzinājums

TOI-560
Sun

Vecums
750 miljoni
3,853 miljoni

Masu

27 %

Rādiuss
452 200 km
35 %

Zvaigznes tips
K4V
G2V

Temperatūra
4,240
30 %

Magnitūda
9.67
4,84 (tātad lielāks spožums)

Allesfitter salīdzinājumi

Lielākā atšķirība, ko mēs izmērījām, bija rādiusā. Vispirms mēs mēģinājām izmantot Allesfitter reizinātāju 2,395. Bet, kad izmantojām tranzīta dziļuma formulu, ieguvām reizinātāju 2,646 un tādējādi rādiusu 16,752 km, nevis 15,275 km.

Nākamā atšķirība bija attālumā, kur mēs aprēķinājām, ka tas ir 0,1245 au, bet Allesfitter ieguva tikai 0,124 au.

Planeterra komanda

Izgatavojis: Karels, Simons un Toms

TOI-560c Secinājumi

Visbeidzot, mēs uzskatām, ka visticamākais scenārijs attiecībā uz TOI-560c ir tāds, ka atmosfēra ir diezgan plāna, bet gravitācijas spēks ir pietiekams, lai noturētu to savā vietā. Arī augsts spiediens šķiet nevietā, tāpēc mēs domājam, ka ūdens neesamība ir pareiza, tāpat kā dzīvības pastāvēšana uz planētas virsmas.

Avoti:

Par - Hack an exoplanet, [nav datuma]. Tiešsaistē. Pieejams: https://hackanexoplanet.esa.int/about/.

Eksoplanētu katalogs | Discovery - Eksoplanētu izpēte: Planētas ārpus mūsu Saules sistēmas, [nav datuma]. Eksoplanētu izpēte: Planētas ārpus mūsu Saules sistēmas. Tiešsaistē. Pieejams no: https://exoplanets.nasa.gov/discovery/exoplanet-catalog/.
MUFTI, Mohammed El, 2021. gads. TOI 560 : Divas tranzītplanētas, kas riņķo ap K pundurzīli, apstiprinātas ar iSHELL, PFS un HIRES RV. arXiv.org. Tiešsaistē. 2021. gada 26. decembris. Pieejams no: https://arxiv.org/abs/2112.13448
Ekstrasaules planētu enciklopēdija - Diagrammas. (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, [datums nav norādīts]. Tiešsaistē. Pieejams: http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/TOI-560_c.html

Papildu faili:

Projekts Galerija 2023