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.
Jalapenos papricky
Zwycięzca nagrody za najlepszy projekt
Gymnázium Brno, Slovanské náměstí, příspěvková organizace Brno - Brno Czechy 16 lat, 15 lat 4 / 1
http://toi-560c.euweb.cz
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
W naszym projekcie postanowiliśmy skupić się na zebraniu jak największej ilości informacji zarówno o TOI-560c, jak i jej gwieździe macierzystej TOI-560. Oprócz obliczenia sugerowanych i dodatkowych czynników, wysnuliśmy również teorię na temat składu TOI-560c i przeanalizowaliśmy, w jaki sposób jej temperatura może być przydatna dla ludzi.
Wyniki i analiza TOI-560c
Przegląd TOI-560c
W tym projekcie będziemy omawiać zachowanie egzoplanety TOI-560c. Spróbujemy przeanalizować jej wzorce ruchu, zebrać dane o jej gwieździe TOI-560 i omówić, w jaki sposób różne czynniki pomagają klasyfikować typy egzoplanet. Więcej informacji i obliczeń można znaleźć na naszej stronie internetowej.
Czym jest egzoplaneta
Egzoplaneta to planeta krążąca wokół gwiazdy poza naszym Układem Słonecznym. Obiekt niebieski TOI-560c jest egzoplanetą.
Do tej pory zaobserwowano i sklasyfikowano ponad 5000 egzoplanet, a kolejne tysiące nie zostały potwierdzone. Istnieje wiele metod poszukiwania egzoplanet, takich jak fotometria tranzytowa i metoda prędkości radialnych.
Rozmiar egzoplanety
Udało nam się ustalić, że egzoplaneta TOI-560c ma promień około 2,384 razy większy niż Ziemia. Jest uważana za egzoplanetę typu "Mini-Neptun".
Korzystając z danych z CHEOPS, oszacowaliśmy głębokość tranzytu na 0,12%, wykorzystując ją do określenia promienia planety.
Nasz wynik to promień 2,252 REARTH, czyli tylko o 0,132 REARTH mniej niż obserwacje CHEOPS.
Okres orbitalny
Podobnie jak inne obiekty niebieskie z określoną orbitą, egzoplanety również mają ustalony okres orbitalny, zdefiniowany jako czas, w którym egzoplaneta wykonuje jedną orbitę wokół swojej gwiazdy macierzystej. Okres orbitalny TOI-560c wynosi 18,88 dnia.
Odległość orbitalna
Odległość orbitalna określa, jak daleko od swojej gwiazdy orbituje egzoplaneta. TOI-560c ma odległość orbitalną 18,73 * 106 km2.
Na podstawie skorygowanej wersji trzeciego prawa Keplera wyznaczyliśmy odległość między TOI-560c a jej gwiazdą macierzystą: 1,873×107 km2
Temperatura
Temperatura jest jednym z głównych czynników wpływających na zamieszkiwalność egzoplanety. Aby egzoplaneta nadawała się do zamieszkania, musi orbitować w "strefie zamieszkiwalnej". W tej odległości można znaleźć wodę w stanie ciekłym. Ze względu na wysoką temperaturę wynoszącą około 225 stopni Celsjusza, TOI-560c leży poza strefą zamieszkiwalną.
Gęstość
Gęstość TOI-560c może wskazywać, że ma ona cienką atmosferę złożoną z lżejszych gazów, takich jak wodór lub hel, pokrywającą stosunkowo małe skaliste jądro.
Obliczyliśmy gęstość TOI-560c: 3,9469 g/cm3
Strumień promieniowania w pobliżu TOI-560c
Na podstawie naszych obliczeń TOI-560c krąży blisko swojej gwiazdy TOI-560. Mimo że TOI-560 jest pomarańczowym karłem mniejszym i chłodniejszym od Słońca, bliskość TOI-560c zapewnia silny strumień promieniowania na powierzchni TOI-560c. W rzeczywistości strumień ten byłby 10 razy silniejszy niż na Ziemi. Gdybyśmy teoretycznie mieli wysłać sondę kosmiczną lub inny statek kosmiczny, możemy polegać na łatwo dostępnym źródle zasilania wykorzystującym energię słoneczną.
Aby lepiej zrozumieć zachowanie TOI-560c, postanowiliśmy obliczyć moc wypromieniowywaną przez jej gwiazdę-gospodarza przy użyciu prawa Stefana-Boltzmanna: 6,074×1025 W, czyli około 5 razy mniej niż Słońce.
Dzięki tym informacjom obliczyliśmy moc, która dociera do orbity TOI-560c: 13 779 W/m2, czyli około 10 razy więcej niż strumień promieniowania docierający do Ziemi.
Prędkość orbitalna i prędkość ucieczki
Zarówno prędkość orbitalna, jak i prędkość ucieczki TOI-560c są około 4 razy większe niż prędkość Ziemi.
Prędkość orbitalna TOI-560c wynosi 15 949,92 m/s, a prędkość ucieczki 22 556 m/s.
Skład
Na podstawie naszych badań nie jesteśmy pewni, czy TOI-560c zostanie w przyszłości sklasyfikowana jako "Mini-Neptun" czy "Super-Ziemia". Możliwe, że będzie podobna do sąsiedniej egzoplanety TOI-560b, Mini-Neptun powoli tracący atmosferę z powodu wiatrów słonecznych i stający się egzoplanetą typu Super-Ziemia. Nasze obliczenia wykazały, że TOI-560c może mieć jądro podobne do Super-Ziemi, pokryte atmosferą wodoru i helu.
TOI-560b jest jedną z 4 Mini-Neptunów zaobserwowanych przez NASA, które wykazują powolną transformację w Super-Ziemie. Z powodu wiatrów słonecznych te egzoplanety powoli tracą swoje atmosfery, pozostawiając jedynie skaliste rdzenie. Te pozostałości są następnie klasyfikowane jako Super-Ziemie. Po tym odkryciu zaproponowano teorię, że wszystkie lub większość Mini-Neptunów ma rdzeń podobny do Super-Ziemi. Postanowiliśmy sprawdzić, czy taki skład jest możliwy. W tym celu obliczyliśmy gęstość, jaką miałby nasz teoretyczny model i porównaliśmy ją z gęstością TOI-560c. Model składa się z typowego skalistego jądra Super-Ziemi o promieniu 1 REARTH i gęstości 5,51 g/cm3 oraz warstwy o gęstości gazu, która składa się z 80% wodoru i 20% helu. Gęstość tego ostatniego oszacowano na około 0,10772 kg/m3. Dzięki temu otrzymujemy teoretyczną gęstość modalu wynoszącą 4,068 g/cm3, która jest bardzo podobna do rzeczywistej gęstości TOI-560c. Dlatego uważamy, że teoria ta jest możliwa.
TOI-560c Wnioski
TOI-560c to fascynująca egzoplaneta krążąca wokół gwiazdy TOI-560. Udało nam się uzyskać wiele cennych danych, takich jak gęstość, strumień promieniowania, odległość orbitalna czy okres orbitalny. Zarówno TOI-560c, jak i TOI-560b są ważnymi obiektami zainteresowania, wykazującymi oznaki transformacji z typu Mini-Neptun do typu Super-Ziemia. Gdybyśmy byli w stanie uzyskać dane ze spektroskopii, moglibyśmy dalej badać te egzoplanety i uzyskać dodatkowe dane.