Prosjektgalleri 2023
Ungdomsskoleelever fra hele Europa ble eksoplanetdetektiver sammen med ESA og brukte data fra Cheops-satellitten til å avdekke mysteriene rundt to eksoplaneter: KELT-3b og TOI-560c.
Utforsk prosjektene nedenfor.
Liger
Vinner av prisen for beste prosjekt
Den internasjonale skolen i Lausanne Lausanne - Vaud Sveits 15 år gammel 2 /
KELT-3b
Prosjektbeskrivelse for KELT-3b:
Helt siden sivilisasjonenes begynnelse har mennesker vært fascinert av himmellegemene på himmelen. De har undret seg og forsøkt å forstå dem, noe som har resultert i en egen vitenskapsgren kjent som astronomi. Likevel var det først med oppdagelsen av store teleskoper og teknologi at forskning i verdensrommet ble en realitet på 1900-tallet. I dag, med bruk av kunstig intelligens og vitenskapen om stordata, kan vi oppdage himmellegemer og eksoplaneter direkte ved å analysere data fra satellitter, romsonder, teleskoper osv. Et av disse himmellegemene er KELT-3b, en ekstrasolar planet som går i bane rundt F-hovedseriestjernen KELT-3, 690 lysår unna i stjernebildet Løven, og som ble oppdaget i 2013 av KELT-teleskopet i Arizona.
Målet med denne studien er å analysere dataene som er samlet inn av ESAs Cheops-satellitt (CHaracterising ExOPlanet Satellite) satellitt i 2023 for å finne sin
- størrelse
- avstand fra vertsstjernen
- temperatur og beboelighet
- sammensetning
Understøttende filer:
TOI-560c
TOI-560c prosjektbeskrivelse:
Helt siden sivilisasjonenes begynnelse har mennesker vært fascinert av himmellegemene på himmelen. De har undret seg og forsøkt å forstå dem, noe som har resultert i en egen vitenskapsgren kjent som astronomi. Likevel var det først med oppdagelsen av store teleskoper og teknologi at forskning i verdensrommet ble en realitet på 1900-tallet. I dag, med bruk av kunstig intelligens og vitenskapen om stordata, kan vi oppdage himmellegemer og eksoplaneter direkte ved å analysere data fra satellitter, romsonder, teleskoper osv. Et slikt himmellegeme er TOI - 560C, en ekstrasolar planet som går i bane rundt en liten oransje stjerne kalt Hd 73583, 177 lysår unna i dyrekretsen Hydra, og som ble oppdaget i 2021 av TESS-undersøkelsen.
Målet med denne studien er å analysere dataene som samles inn av ESAs satellitt Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) i 2023, for å finne dens
størrelse
avstand fra vertsstjernen
temperatur og beboelighet
sammensetning
TOI-560c Resultater og analyse
Metode
I denne studien ble det brukt data som ble samlet inn av ESAs CHEOPS-satellitt i 2023. CHEOPS brukte metoden Trans-fotometri, som måler nedgangen i stjernens lysstyrke, for å se om en eksoplanet har passert eller ikke. Vi analyserte datapunktene som ble samlet inn av CHEOPS, og ved hjelp av ALLESfitter-programvaren beregnet vi planetens størrelse, stjernens størrelse, trans-perioden - som ble brukt til å finne planetens avstand fra vertsstjernen og omløpstiden. Vi beregnet også temperaturen og planetens beboelighet ved hjelp av transperioden.
Analyse av dataene ved hjelp av Allesfitter
Se vedlagte bildefiler og prosjektrapport.
Resultater og funn: Fra grafen nevnt ovenfor fant vi følgende
1. Størrelsen på TOI - 560C
Vi har medianverdien av planetens radius, solens radius og tiden det tar for planeten å passere stjernen. Med disse dataene kan vi finne planetens transittdybde ut fra lyskurven, som er mengden lys som eksoplaneten blokkerer når den passerer mellom satellitten og stjernen ved hjelp av formelen nedenfor: Tr = (𝝅*Rp2/𝝅* Rs2) * 100
Fra case-filen får vi Rp (planetens radius) = 2,386 x jordens radius = 2,386 x 6371 km og Rs (stjerneradius) = 0,654 x solens radius = 0,654 x 696 340 km.
Derfor er Tr = 0,113%
Når vi nå setter inn stjerneradiusen og transittdybden i ligningen, kan vi finne eksoplanetens eksakte radius Rp.
Rp = Rs2* Tr/100 = 2,834 x Jordens radius = 2,834 x 6371 Km
Derfor er radien til TOI 560C Rp = 15191,66104 km.
2. Orbital avstand
Omløpstiden og avstanden kan beregnes ved hjelp av omløpstiden (T). Ut fra dataene vi har samlet inn, finner vi at T= 0,4415 dager. Ved å omformulere Keplers periodelov, dvs. T2= (4𝝅2/GMs)d3, der T er omløpstiden, G er gravitasjonskonstanten, Ms er stjernens masse og d er avstanden mellom stjernen og planeten, får vi ligningen d = 3GMs/4𝝅2 * T2.
Ved å sette inn G= 6,7×10-11 Nm2Kg-2 , Ms =1,96 x Msun =1,96 x 3,90×1030 Kg og T=0,4415 dager, får vi avstanden mellom stjernen og TOI 560C
d = 2,2466x 109m eller 0,0015 au (astronomisk enhet)
3. Temperatur og beboelighet
Vi vet at TOI 560 C befinner seg svært nær sin vertsstjerne. Med henvisning til exoplanet.eu/catalog vet vi at temperaturen til TOI 560C er 503 'K eller 230'C.
I nærheten av vertsstjernen vil den bli utsatt for svært høy stråling. Med så høy temperatur og stråling blir overflaten beboelig. Derfor vil TOI 560C være beboelig for mennesker.
4. Sammensetning
Sammensetningen av en planet er den typen materiale den består av. Dette bestemmes ut fra dens gjennomsnittlige tetthet.
Tetthet kan defineres som ρ = Mp/Vp
der M er planetens masse og V er planetens volum.
Planetens masse ved bruk av radialhastighetsmetoden er i case-filen oppgitt som
Mp = 9,7 ± 1,8 x Jordens masse = 9,7 ± 1,8 x 5,972 x 1024 kg = 5,593 x 1028 g
Planetens volum Vp= 4/3 𝝅 r3, der r er planetens radius.
Siden r = 2,386 x Jordens radius = 2,386 x 6371 Km = 15191,66104 Km
Derfor er Vp= 1,488 x 1028 kubikkcentimeter.
Ved å sette inn volumet og massen i ligningen, finner vi følgende
ρ = 3,891 g/cm3
Med en så høy tetthet sammenlignet med Jorden eller andre steinplaneter, kan vi si at TOI 560C først og fremst er en steinplanet.
TOI-560c Konklusjoner
TOI 560C er først og fremst en gigantisk steinplanet med en radius på 15191,66104 km (2,384 ganger Jordens radius, noe som gjør den omtrent like stor som Neptun). Overflatetemperaturen er så høy som ~230 °C. Stjerneavstanden er 0,0015 au, noe som gjør den svært nær sin vertsstjerne. Derfor er den utsatt for høy stråling, noe som gjør den beboelig for mennesker.
Understøttende filer:
