Mini-utfordring
NYBEGYNNERNIVÅ
12 til 18 år
Fullfør denne undersøkelsen
for å finne ut hvordan du analyserer satellittdata for å avdekke størrelse og omløpstid for
eksoplaneters størrelse og omløpstid, og bli en ekte eksoplanetdetektiv.
Spørsmål 1
Eksoplaneter er planeter som går i bane rundt andre stjerner enn solen vår. Vi har oppdaget over 5000 eksoplaneter, men de er vanskelige å oppdage, ettersom signalet fra dem er lite i forhold til det mye større signalet som kommer fra de større og lysere vertsstjernene.
Hvordan oppdages eksoplaneter?
Velg ett eller flere alternativer.
- Ved å oppdage eksoplanetene direkte
- Ved å reise til eksoplanetene
- Ved å måle variasjoner i vertsstjernens bevegelse
- Ved å måle variasjoner i lyset som vi mottar fra stjernen
- Ved å oppdage eksoplanetene direkte
- Ved å måle variasjoner i vertsstjernens bevegelse
- Ved å måle variasjoner i lyset som vi mottar fra stjernen
Spørsmål 2
En av metodene for å oppdage eksoplaneter er transittfotometri. Eksoplaneten oppdages ved å måle en demping av lyset fra stjernen når eksoplaneten passerer mellom stjernen og teleskopet. Dette kalles en eksoplanetpassasje.
A lyskurve er en måling av vertsstjernens lys over en viss tidsperiode. Størrelsen på nedgangen i lyskurven til en stjerne under en eksoplanettpassasje kalles Gjennomkjøringsdybde.
Hva er transittdybden i lyskurvefremstillingen i figur 1?
Velg ett alternativ.
- 10%
- 1%
- 8%
- 0.8%
Spørsmål 3
La oss nå analysere en ekte lyskurve fra KELT-3-stjernen. Dataene ble samlet inn av ESAs Cheops-satellitt i januar 2023.
Analyser lyskurven. Mål passasjedybden til eksoplaneten KELT-3b og estimer dens radius ved hjelp av ligningen nedenfor.
\text{radius til planeten} \approx \sqrt{\text{radius til stjernen}^2 × \frac{\text{transittdybde}}{100\%}}
Radiusen til stjernen KELT-3 er 1,7 ganger solens radius.
Hva er radien til eksoplaneten KELT-3b?
Velg ett alternativ.
- Omtrent 0,16 ganger solens radius
- Omtrent 1,6 ganger solens radius
- Omtrent 0,43 ganger solens radius
- Omtrent 0,04 ganger solens radius
Det riktige svaret er 0,16 ganger solens radius.
La oss gå gjennom beregningen i detalj:
Figur 2a: KELT-3b-data fra Cheops med den best tilpassede modellen for transittlyskurven fra allesfitter med estimering av gjennomkjøringsdybde.
Radiusen til stjernen KELT-3 er kjent og oppgitt:
\thickspace \thickspace \text{radius til stjernen} = 1,7 × \text{radius til solen}
Ved å analysere Cheops-dataene kan vi måle transittdybden til å være omtrent 0.9\% (figur 2a).
Ved hjelp av ligningen:
\thickspace \thickspace \thickspace \text{radius av planeten} \approx \sqrt{\text{radius til stjernen}^2 × \frac{\text{transittdybde}}{100\%}}
\thickspace \thickspace \thickspace \text{radius av planeten} \approx \sqrt{{(1,7 × \text{solens radius} )}^2 × \frac{0,9\%}{100\%}}
\thickspace \thickspace \text{radius av planeten} \ca. 0,16 × {\text{radius til solen}}
Du kan også sammenligne denne verdien med Jorden ved å konvertere til jordradienheter.
\thickspace \thickspace \text{radius til solen} \ ca. 109 × \text{radius til jorden}
\thickspace \thickspace \text{radius av planeten} \ca. 0,16 × 109 \ca. 17,44 × \text{radius til jorden}
Spørsmål 4
Hva er omløpstiden til denne eksoplaneten?
Velg ett alternativ.
- 1 dag
- 1,5 dager
- 2 dager
- 2,5 dager
Det riktige alternativet er 2 dager.
Spørsmål 5
Du er nå klar til å tolke den målte lyskurven til K2-141. Dataene ble samlet inn av ESAs Cheops-satellitt i september 2023.
Analyser lyskurven i figur 4. Beskriv hvilken informasjon du kan hente ut av dette datasettet.
Ekstra informasjon: K2-141 har en radius som er 0,7 ganger solens radius.
Ser du noe uvanlig i handlingen?
Forklar observasjonene dine.
Spørsmål 6
Eksoplaneter er svært forskjellige, de kan ha ulik størrelse, masse og temperatur. Vi kan gruppere dem i ulike typer ved å sammenligne egenskapene deres med planetene i vårt eget solsystem.
Analyser egenskapene til alle planetene og eksoplanetene nedenfor. Koble hver eksoplanets type med navnet på planeten.
-
Varm Jupiter
-
Mini-Neptun
-
Super-Jorden
-
K2-141b
-
KELT-3b
-
TOI-560c
Jorden
\footnotesize \text{radius} = 1 × \text{radius av jorden} \footnotesize \text{masse} = 1 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperature} = 15 \grader C
Jupiter
\footnotesize \text{radius} = 11,21 × \text{radius til jorden} \footnotesize \text{masse} = 317,8 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperatur} = -110\grader C
Neptun
\footnotesize \text{radius} = 3,88 × \text{radius av jorden} \footnotesize \text{masse} = 17,1 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperature} = -200\degree C
KELT-3b
\footnotesize \text{radius} = 17,5 × \text{radius av jorden} \footnotesize \text{masse} = 617 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperature} = 1543 \grad C
TOI-560c
\footnotesize \text{radius} = 2,4 × \text{radius av jorden} \footnotesize \text{mass} = 10 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C
K2-141b
\footnotesize \text{radius} = 1,5 × \text{radius av jorden} \footnotesize \text{masse} = 5 × \text{masse av jorden} \footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C
Temperatur refererer til gjennomsnittstemperaturen på jordoverflaten.
Størrelsen på planetene og eksoplanetene er ikke i målestokk.
Den riktige løsningen er:
- Varm Jupiter - KELT-3b
- Mini-Neptun - TOI-560c
- Superjord - K2-141b
Spørsmål 7
Per i dag er jorden det eneste stedet i universet vi kjenner til hvor det finnes liv. De eldste daterte fossilene på jorden er 3,7 milliarder år gamle. Da livet først oppsto på planeten vår, var forholdene svært annerledes.
Tror du at det kan finnes liv på noen av de tre eksoplanetene som er nevnt tidligere?
Forklar hvorfor.
Fortsett undersøkelsesarbeidet ved å analysere Cheops-dataene fra KELT-3b, TOI-560c eller K2-141-planetsystemet i detalj.
