Galeria Projektów 2023
Uczniowie szkół średnich z całej Europy zostali detektywami egzoplanet z ESA i wykorzystali dane z satelity Cheops do odkrycia tajemnic dwóch egzoplanet: KELT-3b i TOI-560c.
Zapoznaj się z poniższymi projektami.
Liger
Zwycięzca nagrody za najlepszy projekt
Międzynarodowa Szkoła w Lozannie Lozanna - Vaud Szwajcaria 15 lat 2 /
KELT-3b
Opis projektu KELT-3b:
Od początku istnienia cywilizacji ludzie byli zaintrygowani ciałami niebieskimi widocznymi na niebie. Zastanawiali się nad nimi i starali się je zrozumieć, co zaowocowało powstaniem odrębnej dziedziny nauki zwanej astronomią. Jednak dopiero wraz z odkryciem dużych teleskopów i technologii, badania głębokiego kosmosu stały się rzeczywistością w XX wieku. Obecnie, wraz z pojawieniem się sztucznej inteligencji i nauki o dużych zbiorach danych, możemy bezpośrednio wykrywać ciała niebieskie i planety pozasłoneczne, analizując dane z satelitów, sond kosmicznych, teleskopów itp. Jednym z takich ciał niebieskich jest KELT - 3b, planeta pozasłoneczna krążąca wokół gwiazdy ciągu głównego typu F KELT-3, 690 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Lwa, odkryta w 2013 roku przez teleskop KELT w Arizonie
Celem tego badania jest analiza danych zebranych przez Należący do ESA satelita Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) satelitę w 2023 r., aby znaleźć jego
- rozmiar
- odległość od gwiazdy macierzystej
- Temperatura i możliwość zamieszkania
- skład
Pliki pomocnicze:
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
Od początku istnienia cywilizacji ludzie byli zaintrygowani ciałami niebieskimi widocznymi na niebie. Zastanawiali się nad nimi i starali się je zrozumieć, co zaowocowało powstaniem odrębnej dziedziny nauki zwanej astronomią. Jednak dopiero wraz z odkryciem dużych teleskopów i technologii, badania głębokiego kosmosu stały się rzeczywistością w XX wieku. Obecnie, wraz z pojawieniem się sztucznej inteligencji i nauki o dużych zbiorach danych, możemy bezpośrednio wykrywać ciała niebieskie i planety pozasłoneczne, analizując dane z satelitów, sond kosmicznych, teleskopów itp. Jednym z takich ciał niebieskich jest TOI - 560C, planeta pozasłoneczna krążąca wokół małej pomarańczowej gwiazdy o nazwie Hd 73583, 177 lat świetlnych w konstelacji zodiakalnej Hydry, odkryta w 2021 roku przez badanie TESS.
Celem tego badania jest przeanalizowanie danych zebranych przez satelitę ESA Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) w 2023 r. w celu znalezienia jego
rozmiar
odległość od gwiazdy macierzystej
Temperatura i możliwość zamieszkania
skład
Wyniki i analiza TOI-560c
Metoda
W tym badaniu wykorzystano dane zebrane przez satelitę ESA CHEOPS w 2023 roku. CHEOPS wykorzystał metodę fotometrii Trans, która mierzy spadek jasności gwiazdy, aby sprawdzić, czy egzoplaneta minęła gwiazdę. Przeanalizowaliśmy punkty danych zebrane przez CHEOPS i za pomocą oprogramowania ALLESfitter obliczyliśmy rozmiar planety, rozmiar gwiazdy, okres trans - który posłużył do ustalenia odległości planety od gwiazdy macierzystej i okresu orbitalnego. Oszacowaliśmy również temperaturę i zamieszkiwalność planety przy użyciu okresu trans
Analiza danych przy użyciu Allesfitter
Patrz załączone pliki graficzne i raport z projektu
Wyniki i wnioski: Z powyższego wykresu wynika, że
1. Rozmiar TOI - 560C
Mamy wartość mediany promienia planety, promienia Słońca i czasu przejścia planety przez gwiazdę. Dzięki tym danym możemy znaleźć głębokość tranzytu na podstawie krzywej blasku tranzytu, która jest ilością światła blokowanego przez egzoplanetę podczas przechodzenia między satelitą a gwiazdą przy użyciu poniższego wzoru: Tr = (𝝅*Rp2/𝝅* Rs2) * 100
Z pliku przypadku otrzymujemy, Rp (promień planety) = 2,386 x promień Ziemi = 2,386 x 6371 Km i Rs (promień gwiezdny) = 0,654 x promień Słońca = 0,654 x 696,340 Km.
Dlatego Tr = 0,113%
Teraz podłączając promień gwiazdy i głębokość tranzytu z powrotem do równania, możemy znaleźć dokładny promień egzoplanety Rp.
Rp = Rs2* Tr/100 = 2,834 x promień Ziemi = 2,834 x 6371 km
Dlatego promień TOI 560C Rp = 15191,66104 km
2. Odległość orbitalna
Okres orbitalny i odległość można znaleźć za pomocą czasu tranzytu orbitalnego (T). Z zebranych danych wynika, że T= 0,4415 dnia. Przekształcając prawo okresu Keplera, tj. T2= (4𝝅2/GMs)d3, gdzie T to czas tranzytu, G to stała grawitacyjna, Ms to masa gwiazdy, a d to odległość między gwiazdą a planetą, otrzymujemy równanie, d = 3GMs/4𝝅2 * T2
Podstawiając G= 6.7×10-11 Nm2Kg-2 , Ms =1.96 x Msun =1.96 x 3.90×1030 Kg i T=0.4415 dni, otrzymujemy odległość między gwiazdą a TOI 560C
d = 2.2466x 109m lub 0.0015 au (jednostka astronomiczna)
3. Temperatura i możliwość zamieszkania
Wiemy, że TOI 560C znajduje się bardzo blisko swojej gwiazdy-gospodarza. Odnosząc się do exoplanet.eu/catalog, wiemy, że temperatura TOI 560C wynosi 503 'K lub 230'C
Będąc blisko gwiazdy-gospodarza, byłaby narażona na bardzo wysokie promieniowanie. Przy tak wysokiej temperaturze i wysokim promieniowaniu jej powierzchnia staje się zdatna do zamieszkania. Stąd TOI 560C byłaby zdatna do zamieszkania przez ludzi.
4. Skład
Skład planety to rodzaj materiału, z którego jest zbudowana. Jest on określany na podstawie jej średniej gęstości.
Gęstość można zdefiniować jako ρ = Mp/Vp
gdzie M to masa planety, a V to objętość planety.
Masa planety przy użyciu metody prędkości radialnych jest podana w pliku przypadku jako
Mp = 9,7 ± 1,8 x Masa Ziemi = 9,7 ± 1,8 x 5,972 x 1024 Kg = 5,593 x 1028 g
Objętość planety Vp= 4/3 𝝅 r3, gdzie r jest promieniem planety
Ponieważ r = 2,386 x promień Ziemi = 2,386 x 6371 km = 15191,66104 km
Stąd Vp= 1,488 x 1028 cm sześciennych
Wstawiając objętość i masę do równania, otrzymujemy
ρ = 3,891 g/cm3
Przy tak dużej gęstości w porównaniu z Ziemią lub innymi planetami skalistymi, możemy stwierdzić, że TOI 560C jest przede wszystkim planetą skalistą
TOI-560c Wnioski
TOI 560C jest przede wszystkim gigantyczną planetą skalistą o promieniu 15191,66104 km (2,384 razy większym niż promień Ziemi, co czyni ją mniej więcej wielkości Neptuna). Temperatura jej powierzchni wynosi ~230°C. Jej odległość gwiazdowa wynosi 0,0015 au, co czyni ją bardzo blisko gwiazdy macierzystej. W związku z tym jest narażona na wysokie promieniowanie, dzięki czemu może być zamieszkana przez ludzi
Pliki pomocnicze:
