Projekts Galerija 2023

Abakus

 Labākā projekta balvas ieguvējs
Universitāte Nova Gorica  Ajdovščina -    Slovēnija 16 gadi, 17 gadi   2 / 2

TOI-560c

TOI-560c projekta apraksts:

Projekta "Hack an Exoplanet" ietvaros mēs esam analizējuši divas eksoplanētas un tuvāk izpētījuši eksoplanētu TOI-560c. Eksoplanētas ir planētas, kas riņķo ap citām zvaigznēm ārpus mūsu Saules sistēmas. To īpašības (izmērs, masa, orbīta) tiek mērītas, izmantojot datus, kas iegūti no astronomiskajiem novērojumiem. Mēs esam analizējuši datus, kas iegūti no satelīta CHEOPS (ESA), kas novēroja eksoplanētas pāreju pāri tās uzņēmējai zvaigznei, kuras laikā tā daļēji bloķēja zvaigznes gaismu. Izmantojot tiešsaistes rīku allesfitter un mūsu pašu veikto analīzi, mēs konstatējām, ka planēta pieder pie minineptūnu klases un ka tās īpašības būtiski neatšķiras no zināmās minineptūnu populācijas. Planētai ir akmeņains kodols. Tā riņķo ap savu zvaigzni salīdzinoši nelielā attālumā, un tās virsmas temperatūra pārsniedz šķidra ūdens pastāvēšanas robežu. Tāpēc uz TOI-560c nevar pastāvēt mums zināma dzīvība.

TOI-560c rezultāti un analīze

Mēs sākām analīzi, piekļūstot tīmekļa rīkam allesfitter. Programma sniedza fragmenta novērojumu datus. Šī lietojumprogramma arī ļāva mums pielāgot datiem modeli, iegūstot dažu eksoplanētas parametru un tās orbītas vērtības. Vispirms mēs manuāli pielāgojām planētas rādiuss, zvaigznes rādiuss un tranzīta viduspunkta laiks, lai uzminētu vislabāk atbilstošo modeli gaismas līknei. Pēc tam rīks izmantoja algoritmu, lai atrastu labāko tranzīta modeli. attēlā ir attēloti dati, pārklātie ar labāko modeļu grupu (sarkanā krāsā) un mūsu sākotnējo minējumu (pelēkā krāsā). Planētas rādiusa, zvaigznes rādiusa un tranzīta vidus laika visticamāko vērtību histogrammas ir parādītas 2. attēlā, un vērtības, ieskaitot nenoteiktības, ir dotas tabulā (3. attēls). Visticamākās vērtības ir 2,39 Zemes rādiusi, 0,65 Saules rādiusi un 0,44 dienas. Tabulā norādītas arī planētas orbitālajā periodā (18,8 dienas) un orbītas elipses pusass izmērā (0,1242 au) - šīs vērtības tika izmērītas ar citiem līdzekļiem.

Dažu parametru vērtības tika mērītas atšķirīgi. Mēs aprēķinājām attiecību starp planētas izmēru un zvaigznes izmēru, izmantojot zvaigznes aptumšošanos tranzīta laikā. Zinot zvaigznes izmēru (0,65 Saules rādiusa), mēs varējām aprēķināt planētas rādiusu (2,46 Zemes rādiusa). Izmantojot zināmo periodu un Keplera trešo likumu, mēs aprēķinājām orbītas puslielāko asi (0,125 au). Zinot planētas lielumu un masu (masa tika izmērīta, izmantojot radiālo metodi, tās vērtība ir aptuveni 9,7 Zemes masas), mēs varam aprēķināt planētas vidējo blīvumu (3,6 g cm-3).

Mēs varam arī novērtēt planētas temperatūru. Planētas līdzsvara temperatūra tika aprēķināta, pieņemot, ka zvaigzne izstaro gaismu kā melns ķermenis, planēta daļu gaismas absorbē un daļu atstaro un daļu enerģijas izstaro. Mēs aprēķinājām temperatūru diviem dažādiem planētas rotācijas ātrumiem ap tās asi - lēnam un ātram. Mēs pieņēmām, ka zvaigznes virsmas temperatūra ir 4511 K [1]. Atstarojuma jeb albedo vērtība ir 0,1 (aptuvens aprēķins minineptūnam). Tādējādi planētas, kas rotē lēni, temperatūra ir 574 K, bet planētas, kas rotē strauji, temperatūra ir 483 K. Pēdējā vērtība ir līdzīga vērtībai, kas norādīta lietas failā un [1]. Mūsu aprēķini ir vienkāršoti, jo neesam ņēmuši vērā planētas sastāvu un atmosfēru. Ja atmosfēra ir blīvāka, mazāk enerģijas atgriezīsies kosmosā nekā tad, ja atmosfēra ir plānāka. To varam redzēt, aplūkojot Veneru un salīdzinot tās temperatūru un atmosfēru ar mūsu - Zemes - atmosfēru. Mēs arī apskatījām, cik tālu planētai būtu jāatrodas, lai uz tās būtu šķidrs ūdens. Saskaņā ar iepriekš minētajiem pieņēmumiem planētai jābūt vismaz piecas reizes tālāk no pašreizējās zvaigznes, lai uz tās būtu šķidrs ūdens (un, visticamāk, tai būtu jābūt vēl tālāk).

TOI-560c, iespējams, ir klinšaina planēta. Tā atrodas salīdzinoši tuvu zvaigznei, tāpēc tās virsmas temperatūra ir pārāk augsta, lai uz tās varētu būt šķidrs ūdens. Saules sistēmā nav nevienas citas tādas planētas. Tā atrodas četras reizes tuvāk zvaigznei nekā Merkurs Saulei. Kā zināms, mūsu Saules sistēmā nav minineptūnu, taču tie bieži sastopami ap citām zvaigznēm.

Visbeidzot, mēs apskatījām, kā TOI-560c ir salīdzināms ar citiem mini Neptūniem. Mēs ieguvām mini-neptūnu paraugu [2], t. i., eksoplanētu ar rādiusu no 1,7 līdz 4 Zemes rādiusiem un masu, kas mazāka par 20 Zemes masām [3]. un 5. attēlā parādītas atkarības starp periodu un rādiusu un rādiusu un masu šim paraugam. ToI-560c ir iezīmēts sarkanā krāsā. Mēs konstatējām, ka TOI-560c ir tipisks minineptūns, kura rādiuss atšķiras no vidējā minineptūnu rādiusa (2,5 Zemes rādiusi) tikai par 2%. Arī tā periods ir tuvu vidējam, bet lielāks par mediānu, jo lielākā daļa atrasto minineptūnu atrodas tuvāk zvaigznei (iespējams, novērojumu novirzes dēļ). Salīdzinot rādiusu un masu, TOI-560c arī neizceļas.

Mūsu mērījumus varētu uzlabot. Jo īpaši mēs neesam ņēmuši vērā nenoteiktības. Mēs pievienojam arī mūsu planētas analīzes lietu.

[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 Secinājumi

Pēc aprēķiniem secinājām, ka planēta atrodas ļoti tuvu zvaigznei un, ņemot vērā tās blīvumu, visticamāk, tā ir klinšaina planēta. Tās virsmas temperatūra ir salīdzinoši augsta, tāpēc mēs sagaidām, ka uz tās virsmas nebūs šķidra ūdens un dzīvības, kādu mēs to pazīstam. Salīdzinot TOI-560c ar zināmo minineptūnu paraugu, mēs secinājām, ka TOI-560c ir tipisks minineptūnu pārstāvis, jo tās lielākās daļas parametru vērtības ir ļoti tuvas kataloga vidējiem rādītājiem. TOI-560c nav līdzīga nevienai planētai mūsu Saules sistēmā.

Papildu faili:

• Attēls-1-1.png
• Attēls-2-1.png
• Attēls-3.png
• Attēls-4.png
• Attēls-5.png