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.
JOVAAS
Vinner av prisen for beste prosjekt
Sabadell astronomiske forening Sabadell - Catalonia Spania 18 år gammel, 17 år gammel, 16 år gammel 4 / 1
TOI-560c
TOI-560c prosjektbeskrivelse:
Som en del av Hack an Exoplanet Hackathon har vi analysert data fra ESA for å undersøke eksoplaneten TOI-560c. Gjennom analyse av tilpassede lyskurver fra CHEOPS-teleskopet har vi funnet ut at TOI-560c har en radius på 2,66 ganger jordas og en masse på 9,70 jordmasser. Dette viser at denne eksoplaneten er av typen superjord. Videre fikk vi en omløpstid på 18,88 dager ved hjelp av en automatisert tilpasning av lyskurven fra passasjen, noe som ble muliggjort av Allesfitter-programvaren. Deretter har vi brukt Keplers tredje lov til å beregne avstanden mellom TOI-560c og dens vertsstjerne. Resultatene våre viser en avstand på 0,125 AE, noe som indikerer at muligheten for å finne flytende vann på overflaten er svært liten, gitt de høye temperaturene på rundt 225 ºC. Til slutt beregnet vi planetens tetthet ved hjelp av tetthetsformelen. Dermed kunne vi anslå at TOI-560c har en tetthet på ca. 3,89 g/cm^3. Denne tetthetsbestemmelsen indikerer at planeten er litt lettere enn Mars, men tettere enn gasskjempene i vårt eget solsystem. På grunn av verdiene vi har fått for tettheten til TOI-560c, antar vi at den består av steinmaterialer som jern eller karbon.
TOI-560c Resultater og analyse
Ved hjelp av alle dataene vi fikk tilgang til, klarte teamet vårt å løse mysteriet Toi-560c. Først og fremst tilpasset vi den medfølgende lyskurven i Allesfitter for å få informasjon om stjernen og planeten. Etter å ha fått dataene fra Allesfitter startet vi analysen av resultatene.
Størrelse
Det første vi gjorde var å beregne planetens radius ved hjelp av følgende formel:
Transittdybde (%) = (π R_planet^2) / (π R_stjerne^2) * 100
Vi fant gjennomkjøringsdybden i grafikken fra Allesfitter. Vi fant 0,14% som verdi for gjennomstrømningsdybde.
Fig.1 Tabell over lysgjennomgangskurver for TOI-560c
Vi isolerte planetens radius på følgende måte:
R_TOI-560c = √ (Transittdybde (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Etter substitusjonen kom vi frem til følgende resultater:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_jord
På bakgrunn av disse resultatene konkluderte vi med at TOI-560c er en superjord, fordi dens radius er mer eller mindre dobbelt så stor som jordradien.
Omløpstid og avstand
Vi kan finne verdien av omløpstiden i en tabell fra Allesfitter, og vi må konvertere dager til sekunder.
Fig.2 Tabell med informasjon fra tilpasningen i Allesfitter.
T = 18,8797 dager = 1,6312 x 10^6 s
Vi må bruke stjernens masse i denne formelen, og den må også være i kilo. Vi finner stjernens masse i case-filen.
Fig.3 Informasjon om stjernen som finnes i saksmappen
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Neste trinn var å beregne avstanden til stjernen. For å løse dette problemet brukte vi Keplers tredje lov:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Deretter isolerte vi avstanden fra formelen:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Når vi har endret disse enhetene, erstatter vi verdiene og oppnår det neste resultatet:
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
Med denne informasjonen konkluderte vi med at denne planeten er potensielt ubeboelig på grunn av den korte avstanden til stjernen. Denne avstanden innebærer svært høye temperaturer og en svært liten mulighet for å finne flytende vann.
Temperatur og beboelighet
Som vi kan se i dette diagrammet, har TOI-560c temperaturer over 200 ºC. I saksmappen står det at temperaturen er mer eller mindre 225 ºC.
Fig.4 Diagram med temperaturer og avstander fra stjernene til de ulike planetene som ble funnet i Step 4-videoen.
Denne temperaturen kan skyldes planetens nærhet til stjernen, som bare er 0,125 AE, slik vi har beregnet tidligere. Derfor anser vi denne planeten som ubeboelig, fordi den ekstreme varmen gjør det svært vanskelig å finne flytende vann, og vi kunne ikke motstå varmen og strålingen fra stjernen på denne avstanden.
Tetthet og sammensetning
Det siste vi måtte sjekke, var stjernens tetthet og sammensetning.
Først og fremst hadde vi tetthetsformelen:
ρ = MV
Deretter erstatter vi massen med planetens masse og volumet med planetens volum.
ρ_planet = M_planet / (4πR_planet^3 / 3) = 9,70*M_jord / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3.89281 g / cm^3
Vi kan se at tettheten til TOI-560c er litt lettere enn Mars' tetthet, som i dette tilfellet er 3,93 g/cm3.
Som det står i saksmappen, antar vi at TOI-560c er en mini-Neptun eller superjord, men vi kan ikke bekrefte sammensetningen. Men hvis vi ser på sammensetningen av denne typen planeter, kan vi forvente at TOI-560c er en steinplanet som hovedsakelig består av silisium og oksygen. Disse grunnstoffene kan være ledsaget av andre, inkludert aluminium, jern, magnesium eller kalsium.
TOI-560c Konklusjoner
Vi kan konkludere med at TOI-560c ikke er beboelig for oss på grunn av den høye temperaturen, sannsynligvis forårsaket av den korte avstanden til stjernen. Dens omløpstid er mye raskere enn Merkurs, og dens tetthet er litt lavere enn Mars'. Den har en radius på nesten to og en halv ganger jordklodens radius og en masse på nesten halvparten av Neptuns masse. Vi kan ikke vite nøyaktig hvordan den er sammensatt, det ser ut til at det er en planet på størrelse med en mini-Neptun, men vi antar at den i utgangspunktet er dannet av stein, siden stein vanligvis har en tetthet på 2,5 ∼ 3 g / cm^3, så vi antar at den består av stein og en liten metallkjerne inntil vi har data om sammensetningen.
Understøttende filer:
