Projectgalerij 2023
Middelbare scholieren uit heel Europa werden samen met ESA exoplaneetdetectives en gebruikten gegevens van de Cheops-satelliet om de mysteries van twee exoplanetdoelen bloot te leggen: KELT-3b en TOI-560c.
Bekijk de projecten hieronder.
Abyss Watchers
Prijswinnaar Beste Project
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Tsjechië 17 jaar oud. 2 /
TOI-560c
TOI-560c projectbeschrijving:
Het project van de Abyss Watchers is verdeeld in drie hoofdonderdelen.
Ten eerste, Introductie - een sectie waar het team zelf wordt geïntroduceerd en waar we termen definiëren die in het hele project zullen worden gebruikt. In dit gedeelte worden ook enkele methoden beschreven om nieuwe exoplaneten te ontdekken.
Ten tweede Onze berekeningen - een onderdeel dat zich richt op vier van de vijf toegewezen taken tijdens de hackathon, die voornamelijk wiskundige berekeningen omvatten. In dit gedeelte berekenen we de straal van de TOI 560c, de omlooptijd, de afstand tot zijn thuisster, de massa, het volume, de dichtheid en de omloopsnelheid. Ondanks onze correcte methoden weken de waarden van de bureaus soms een beetje af, voornamelijk omdat ze eersteklas toegang hadden tot hun eigen geavanceerde wetenschappelijke onderzoek en archiefgegevens. Ondanks deze factoren die van invloed waren op de eindresultaten, waren de verschillen tussen onze waarden en die van de bureaus niet al te groot en waren sommige zelfs klein tot nihil.
Tot slot Aanvullende informatie - een onderdeel dat zich voornamelijk richtte op de laatste taak, namelijk het uitzoeken van de samenstelling van de exoplaneet. Omdat er maar heel weinig berekeningen werden uitgevoerd in dit gedeelte, werd het een discussie die voldoende argumenten gaf voor de beweringen. We waren echter niet tevreden met alleen een beschrijving van TOI 560c en wilden dieper op de materie ingaan. Daarom namen we ook de ster TOI 560 en zijn hele systeem op, wat tot zeer interessante en opmerkelijke conclusies leidde.
Het belangrijkste resultaat van ons werk is een PDF-bestand gemaakt in LaTeX dat is gemaakt als een wetenschappelijk onderzoekspaper, grondig opgedeeld in secties en subsecties terwijl het ook zo formeel mogelijk is geschreven. De literatuur en bronnen zijn ook vermeld en geciteerd.
TOI-560c Resultaten en analyse
Straal van de planeet
Met de eerste informatie over TOI 560c en zijn ster al van de Cheops-satelliet, was het niet al te moeilijk om onze eigen berekeningen te beginnen. Met behulp van de lichtcurve van TOI 560c konden we zijn straal berekenen. De reden hiervoor is dat de diepte van de exoplaneetovergang gelijk is aan de verhouding tussen de oppervlakte van de planeetschijf en de oppervlakte van de sterschijf. Door de diepte van de planeetovergang te meten en de straal van de ster te kennen, konden we de verhouding van de exoplaneet bepalen, rekening houdend met onder- en bovenfouten, tussen 16594km en 16697km. Ondanks onze correcte berekeningen gaf het Allesfitter-programma andere resultaten. Deze discrepantie kan worden veroorzaakt door het afronden van sommige waarden in onze berekeningen of door het feit dat de Allesfitter misschien een andere methode heeft gebruikt dan wij.
Omloopperiode en afstand tot de thuisster
Uit het archief van waarnemingen van Cheops blijkt dat de omlooptijd van TOI 560c 18,8797 (in eenheden van dagen) moet zijn. Met behulp van de derde wet van Kepler konden we de afstand tussen TOI 560c en zijn thuisster berekenen. Het resultaat dat we kregen is 0,1249 au (astronomische eenheden), wat slechts 0,0007 au afwijkt van de tabelwaarde van Allesfitter. Dit werd gezien als een groot succes van onze kant.
Massa, volume en dichtheid
Helaas is het onmogelijk om de massa van de planeet te berekenen met de transitmethode, maar met andere methoden zoals radiale snelheid kunnen we dat wel. Als we deze waarde uit de tabel nemen, krijgen we de waarde 9,7 (in eenheden van massa van de aarde). Om het volume van de exoplaneet te berekenen, namen we aan dat deze een perfecte bolvorm heeft, zodat we de standaardformule voor het volume van een bol konden gebruiken. De waarde die we kregen was 1,47247 * 10^22 m^3. Als zowel de massa als het volume van de planeet bekend zijn, kunnen we eenvoudig de dichtheid berekenen. Rekening houdend met de boven- en onderfouten schatten we de dichtheid van de planeet tussen 3,244 g * cm^-3 en 4,664 g * cm^-3. Voor verdere berekeningen en discussies hebben we de waarde van ongeveer 3,9 g * cm ^ 3 gebruikt.
Omloopsnelheid
Om de snelheid van TOI 560c te berekenen, moesten we eerst de hoeksnelheid berekenen. Het resultaat was dat de hoeksnelheid van TOI 560c 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1 is. Daarna vermenigvuldigden we deze waarde simpelweg met de afstand tussen TOI 560c en zijn ster en kregen we de baansnelheid van 71,994 km * s^-1.
Samenstelling van de planeet
Hoewel het onmogelijk is om helemaal zeker te zijn over de elementaire samenstelling van TOI 560c, zijn er genoeg aanwijzingen die ons een hint geven over wat het zou kunnen zijn. De afhankelijkheid van de straal van de planeet van zijn massa suggereert bijvoorbeeld dat de planeet van minder dan zuivere watersamenstelling is. Er zijn dus twee meest waarschijnlijke uitkomsten. Of de planeet bestaat voornamelijk uit waterijs en silicaten, of hij heeft een Aarde-achtig inwendige en een vluchtige waterstofomhulling waarin ook helium aanwezig is. Zoals de insolatiegrafiek laat zien, ligt TOI 560c ver boven de zogenaamde "radiusvallei". Dit ondersteunt ook het idee dat de planeet een vluchtig omhulsel heeft.
TOI-560c Conclusies
Tot slot konden we met de informatie van CHEOPS de lichtcurve van TOI-560c maken, zijn omlooptijd en afstand tot zijn thuisster afleiden en zijn massa, volume, dichtheid en omloopsnelheid berekenen. Ondanks het feit dat we erin geslaagd zijn de basiskenmerken van TOI-560c te beschrijven, wilden we niet alleen dieper graven in informatie over deze planeet in het bijzonder, maar ook in informatie over zijn thuisster en het systeem in het algemeen. Alles wordt uitgelegd in het geüploade PDF-bestand. We moedigen het uitvoeren van verdere spectroscopie op beide exoplaneten van het TOI-560-systeem ten zeerste aan, omdat daarna meer onderzoek kan worden uitgevoerd.
Ondersteunende bestanden:
