Projectgalerij 2023

JOVAAS

 Prijswinnaar Beste Project
Sabadell Astronomische Vereniging  Sabadell - Catalonië    Spanje 18 jaar, 17 jaar, 16 jaar   4 / 1

TOI-560c

TOI-560c projectbeschrijving:

Als onderdeel van de Hack an Exoplanet Hackathon hebben we gegevens van ESA geanalyseerd om de exoplaneet TOI-560c te onderzoeken. Door analyse van de lichtkrommen van de CHEOPS-telescoop hebben we ontdekt dat TOI-560c een straal heeft van 2,66 maal de aarde en een massa van 9,70 aardmassa's. Dit onthult dat deze exoplaneet van het type superaarde is. Dit onthult dat deze exoplaneet van het type superaarde is. Bovendien hebben we een baanperiode van 18,88 dagen verkregen door een geautomatiseerde fit van de lichtcurve van de transit, gefaciliteerd door Allesfitter software. Vervolgens hebben we de derde wet van Kepler gebruikt om de afstand tussen TOI-560c en zijn ster te berekenen. Onze resultaten geven een afstand van 0,125 AE aan, wat aangeeft dat de kans op het vinden van vloeibaar water op het oppervlak erg klein is, gezien de hete temperaturen van ongeveer 225ºC. Tot slot berekenden we de dichtheid van de planeet met behulp van de dichtheidsformule. Hiermee konden we schatten dat TOI-560c een dichtheid van ongeveer 3,89 g/cm^3 heeft. Deze dichtheidsbepaling geeft aan dat de planeet iets lichter is dan Mars, maar dichter dan de gasreuzen in ons eigen zonnestelsel. Vanwege de waarden die we hebben verkregen voor de dichtheid van TOI-560c, speculeren we dat de planeet bestaat uit rotsachtige materialen zoals ijzer of koolstof.

TOI-560c Resultaten en analyse

Met alle verstrekte gegevens heeft ons team met succes het Toi-560c mysterie opgelost. Allereerst pasten we de lichtcurve van de transit in Allesfitter om informatie over de ster en de planeet te verkrijgen. Nadat we de gegevens uit Allesfitter hadden gehaald, begonnen we met de analyse van de resultaten.
Maat
Als eerste berekenden we de straal van de Planeet volgens de volgende formule:
Doorgangsdiepte (%) = (π R_planet^2) / (π R_star^2) * 100
We hebben de doorvoerdiepte gevonden in de grafiek van Allesfitter. We hebben 0,14% als waarde voor de doorvoerdiepte genomen.

Fig.1 Lichtdoorlatendheidstabel van TOI-560c

We hebben de planeetstraal op de volgende manier geïsoleerd:
R_TOI-560c = √ (Doorgangsdiepte (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Na de substitutie kwamen we tot de volgende resultaten:

R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_aarde

Met deze resultaten hebben we geconcludeerd dat TOI-560c een superaarde is, omdat zijn straal ongeveer twee keer zo groot is als de straal van de aarde.

 
Omlooptijd en afstand
We kunnen de waarde van de omlooptijd vinden in een tabel van Allesfitter en we moeten dagen omrekenen naar seconden.

Fig.2 Tabel met informatie van de aanpassing in Allesfitter.
T = 18,8797 dagen = 1,6312 x 10^6 s
We moeten de massa van de ster gebruiken in deze formule en die moet ook in kilogrammen zijn. We kunnen de massa van de ster vinden in het dossier.

Fig.3 Informatie over de ster gevonden in het dossier
M = 0,73 * M_zon = 1,4515 x 10^30 kg
De volgende stap was het berekenen van de afstand tot de ster. Om dat probleem op te lossen, gebruikten we de 3e Wet van Kepler:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Daarna hebben we de afstand uit de formule geïsoleerd:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Nadat we deze eenheden hebben gewijzigd, vervangen we de waarden en bereiken we het volgende resultaat:
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
Met deze informatie hebben we geconcludeerd dat deze planeet mogelijk onbewoonbaar is vanwege de korte afstand tot zijn ster. Deze afstand gaat gepaard met zeer hete temperaturen en een zeer lage kans op het vinden van vloeibaar water.

 
Temperatuur en bewoonbaarheid 
Zoals we in dit diagram kunnen zien, heeft TOI-560c temperaturen boven 200ºC. In het dossier staat dat de temperatuur min of meer 225ºC is.

Fig.4 Diagram met temperaturen en afstanden tot de sterren van verschillende planeten uit de Stap 4 video.

Deze temperatuur kan worden veroorzaakt door de nabijheid van zijn ster, die zich slechts op 0,125 AE bevindt, zoals we eerder hebben berekend. Daarom beschouwen we deze planeet als onbewoonbaar, omdat de extreme hitte het bestaan van vloeibaar water erg moeilijk maakt en we niet bestand zijn tegen de hitte en de straling die de ster op deze afstand uitzendt.

 
Dichtheid en samenstelling
Het laatste wat we moesten controleren was de dichtheid en de samenstelling van de ster.

Allereerst hadden we de dichtheidsformule:
ρ = MV
Dan vervangen we de massa door de massa van de planeet en het volume door het volume van de planeet.
ρ_planet = M_planet / (4πR_planet^3 / 3) = 9.70*M_aarde / (4π (1.697934189 x 10^7 m) / 3) = 3.89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
We zien dat de dichtheid van TOI-560c iets lichter is dan die van Mars, namelijk 3,93 g/cm3.

Zoals in het dossier staat, veronderstellen we dat TOI-560c een mini-Neptunus of superaarde is, maar we kunnen de samenstelling ervan niet bevestigen. Hoewel, als we kijken naar de samenstelling van dit type planeet, kunnen we verwachten dat TOI-560c een rotsachtige planeet is, voornamelijk gevormd door silicium en zuurstof. Deze elementen kunnen vergezeld worden door andere, zoals aluminium, ijzer, magnesium of calcium.

TOI-560c Conclusies

Concluderend kunnen we stellen dat TOI-560c voor ons niet bewoonbaar is vanwege zijn hete temperatuur, waarschijnlijk veroorzaakt door de korte afstand tot zijn ster. Zijn omlooptijd is veel sneller dan die van Mercurius en zijn dichtheid is iets lager dan die van Mars. Hij heeft een straal van bijna tweeënhalf keer de aardstraal en een massa van bijna de helft van die van Neptunus. We weten niet precies hoe hij is samengesteld, het lijkt erop dat het een planeet ter grootte van mini-Neptunus is, maar we leiden af dat hij in principe is gevormd door rotsen, omdat rotsen meestal een dichtheid hebben van 2,5 ∼ 3 g / cm^3, dus we nemen aan dat hij is samengesteld uit rotsen en een kleine metalen kern totdat we gegevens over de samenstelling hebben.

Ondersteunende bestanden:

• Fig2.png
• Fig3.png
• Fig4.png
• Fig1-1.png
• voorpagina-1.png