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.
Ústav Českolipská
Zwycięzca nagrody za najlepszy projekt
Gymnázium Českolipská 373 Praha - Czechy 18 lat 3 / 1
http://cva.ceskolipskaesports.com
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
Nasz projekt koncentruje się na tym, aby dowiedzieć się jak najwięcej o egzoplanecie i porównać ją z naszymi planetami i innymi znanymi egzoplanetami oraz uczynić ją jak najbardziej dostępną dla społeczeństwa.
Wykorzystaliśmy dane z krzywej tranzytu światła i niektóre informacje dostarczone nam przez organizatorów (masa planety i słońca). Użyliśmy znanych wzorów, aby określić wszystkie cechy orbitalne planety i przewidzieć jej cechy zewnętrzne, takie jak możliwość posiadania księżyca itp.
Naszym głównym rezultatem jest plakat (zawarty w plikach) i strona internetowa podobna do wiki (link tutaj i w naszym slocie na stronie projektu).
Wyniki i analiza TOI-560c
Obliczony Rp: 2.50492577 Re
Pojemność = 40,9 Ve (4,46e13 cu. m.)
Masa= 9,70 +-1,8 Me
Gęstość = 3,9 g/cm3
Okres orbitalny = 18,87 dnia
Średnia odległość od Słońca: 0,12 AU
Maginitude= 7.7 (https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac9834#ajac9834s2)
Prędkość orbitalna = 248 064 km/h
Czas tranzytu = 3,7 godz.
Ścieżka przed Słońcem = 339 564 km
Parametr zderzenia z Ziemią = 0,21 -> 88147 km
gęsta atmosfera wodorowo-helowa, prawdopodobnie z głębokimi warstwami lodu, skał lub ciekłych oceanów - z wody, amoniaku, mieszaniny obu lub cięższych substancji lotnych
Informacje o podobnej planecie: http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/BD-06_1339_b.html
Promieniowanie na granicy planetarnej TOI-560 c: 16837,85 W/m2
Klasyfikacja egzoplanet często opiera się na zestawie ogólnych cech, takich jak ich rozmiar, masa i skład atmosfery. Tradycyjnie mini-Neptuny są uważane za większe niż Ziemia, ale mniejsze niż Neptun, zazwyczaj charakteryzujące się grubą gazową otoczką otaczającą skaliste lub lodowe jądro. Z drugiej strony, super-Ziemie są definiowane jako planety o masie i rozmiarach przekraczających naszą planetę, ale nie przekraczające progu gazowego giganta.
Ponieważ TOI-560c jest tak odległa, mamy niewiele informacji o tym, jak faktycznie wygląda, z czego jest zbudowana, jakie jest ciśnienie i temperatura jej warstw oraz jaki jest jej kolor. Niektóre z tych informacji można odgadnąć na podstawie jego domniemanego podobieństwa do bliżej zbadanych planet, w tym przypadku Neptuna. Jeśli założymy, że TOI-560 jest planetą typu mini-Neptun, możemy powiedzieć, że ma 4 warstwy - jądro - wykonane z metali, skał i lodu; płaszcz - wykonany z ciekłej i zamarzniętej wody, amoniaku i metanu; atmosfera - wykonana z wodoru, helu i metanu; górna atmosfera (również egzosfera) - gdzie znajdują się lekkie gazy i wierzchołki chmur.
Jeśli jednak TOI-560c ma naturę skalistą, jak sugeruje NASA, prawdopodobnie ma bardziej złożony skład chemiczny i ma tylko cienką warstwę gazowej otoczki. W tym przypadku bardziej prawdopodobny jest półpłynny rdzeń z metali ciężkich, ciekła otoczka i stała warstwa na powierzchni.
Według naszych obliczeń TOI-560c jest najprawdopodobniej planetą skalistą z małym żelaznym jądrem i dużą półpłynną metaliczną warstwą wykonaną z krzemu i niklu. Po niej następuje gruba warstwa lodu nad powierzchnią cienkiej atmosfery. + obliczenia přidat a nějaký popis
Potřeba dodělat okec o rychlosti oběhu atd.
"Mini-Neptun (czasami znany jako gazowy karzeł lub planeta przejściowa) to planeta mniej masywna niż Neptun, ale przypominająca Neptuna, ponieważ ma grubą atmosferę wodorowo-helową, prawdopodobnie z głębokimi warstwami lodu, skał lub ciekłych oceanów (wykonanych z wody, amoniaku, mieszanki obu lub cięższych substancji lotnych). Gazowy karzeł to gazowa planeta ze skalistym jądrem, która zgromadziła grubą otoczkę wodoru, helu i innych substancji lotnych, w wyniku czego jej całkowity promień wynosi od 1,7 do 3,9 promienia Ziemi (1,7-3,9 REarth). Termin ten jest używany w trójpoziomowym, opartym na metaliczności systemie klasyfikacji egzoplanet krótkookresowych, który obejmuje również skaliste, podobne do ziemi planety o promieniu mniejszym niż 1,7 REarth i planety większe niż 3,9 REarth, a mianowicie lodowe olbrzymy i gazowe olbrzymy". (cytat,...)
Super-Ziemia to rodzaj egzoplanety o masie większej niż masa Ziemi, ale znacznie mniejszej niż masa lodowych gigantów Układu Słonecznego, Urana i Neptuna, które są odpowiednio 14,5 i 17 razy większe od masy Ziemi. Termin "super-Ziemia" odnosi się jedynie do masy planety, a więc nie sugeruje niczego na temat warunków powierzchniowych lub możliwości zamieszkania
Gwiazdy typu K to oranżowe gwiazdy, które są nieco chłodniejsze od Słońca. Stanowią one około 12% gwiazd ciągu głównego w sąsiedztwie Słońca. Istnieją również olbrzymie gwiazdy typu K, od hipergigantów, takich jak RW Cephei, po olbrzymy i supergiganty, takie jak Arcturus, podczas gdy pomarańczowe karły, takie jak Alpha Centauri B, są gwiazdami ciągu głównego. Mają bardzo słabe linie wodoru, jeśli w ogóle są obecne, i głównie neutralne metale (Mn I, Fe I, Si I). Pod koniec okresu K pojawiają się pasma molekularne tlenku tytanu. Teorie głównego nurtu (te zakorzenione w niższej szkodliwej radioaktywności i długowieczności gwiazd) sugerowałyby zatem, że takie gwiazdy mają optymalne szanse na rozwój silnie rozwiniętego życia na orbitujących planetach (jeśli takie życie jest bezpośrednio analogiczne do ziemskiego) ze względu na szeroką strefę nadającą się do zamieszkania, ale znacznie mniej szkodliwe okresy emisji w porównaniu z tymi z najszerszymi takimi strefami.
TOI-560b
Planeta z podanymi danymi została odkryta w 2021 roku. Jej masa wynosi 0,0321 masy Słońca z niepewnością -0,0098 +0,0107 masy Słońca. Nie podano masy pomnożonej przez sinus nachylenia (w stopniach). Półoś główna planety wynosi 0,0604± 0,0026 au. Okres orbitalny planety wokół gwiazdy macierzystej wynosi 6,398042±6,5e-06 dni. Mimośród orbity planety wynosi 0,105 z niepewnością -0,068 +0,084. Argument perycentrum (ω) wynosi 262,0 stopni z niepewnością -62,0 +256,0 stopni.
Promień planety wynosi 0,2489 promienia Jowisza z niepewnością ± 0,009 promienia Jowisza. Nachylenie orbity planety wynosi 88,37 ± 0,18 stopnia.
Obliczona temperatura planety wynosi 721,0 K z niepewnością ± 21,0 K".
Metodą wykrycia planety jest tranzyt pierwotny, co oznacza, że planeta przechodzi przed swoją gwiazdą macierzystą i powoduje tymczasowy spadek jasności. Masa planety została określona przy użyciu metody prędkości radialnych, która śledzi ruch gwiazdy spowodowany oddziaływaniem grawitacyjnym planety. Promień planety został również określony przy użyciu metody tranzytu pierwotnego.
Inne nazwy: GJ 313 b, Gaia DR2 5746824674801810816 b, TYC 5441-431-1 b, HIP 42401 b, HD 73583 b
Typ: Neptunopodobny
Masa 0,0321 ( -0,0098 +0,0107 ) S
Masa*sin(i) -
Półoś główna 0,0604 (± 0,0026)
Okres orbitalny 6,398042 (± 6,5e-06) dnia
Mimośród 0,105 ( -0,068 +0,084 )
ω 262.0 ( -62.0 +256.0 ) deg
Promień 0,2489 (± 0,009) RJ
Nachylenie 88,37 (± 0,18) stopni
Aktualizacja 2022-07-29
Metoda wykrywania Tranzyt pierwotny
Metoda wykrywania masy Prędkość radialna
Metoda wykrywania promienia Tranzyt pierwotny
Tranzyt pierwotny 2458517.6901 ( -0.00062 +0.00056 ) JD
Tranzyt wtórny 2458520,15 (± 0,85) JD
Parametr wpływu b 0,601 ( -0,083 +0,077 )
Czas Vr=0
Prędkość Półamplituda K 4,39 ( -1,3 +1,4 ) m/s
Obliczona temperatura 721,0 (± 21,0) K
Gorąca pustynia Neptune
Gorąca pustynia Neptuna to region, w którym planety podobne do Neptuna nie mogą istnieć na dłuższą metę, ponieważ ze względu na ich rozmiar i temperaturę - ich bliskość do gwiazdy - lekkie pierwiastki z ich atmosfery wyparowują, co eskaluje do prostej utraty atmosfery i pozostaje tylko skaliste jądro. Dzieje się tak w przypadku planet o promieniu około 3-10 Ziemi i odległości od gwiazdy mniejszej niż około 9 milionów mil. Wystarczająco wysoka temperatura dla tego zjawiska jest spowodowana intensywnym promieniowaniem gwiazdy ze względu na bliskość planety do gwiazdy. Intensywność promieniowania zależy również od wieku gwiazdy i jej typu widmowego. Podobne zjawisko, ale na znacznie mniejszą skalę, występuje poza Gorącą Pustynią Neptuna, gdzie im dalej planeta znajduje się od gwiazdy, tym mniej atmosfery ulega spontanicznemu odparowaniu. Możliwe więc, że obie planety w układzie TOI-560 (potwierdzone jest to tylko w przypadku TOI-560b) powoli tracą atmosferę. Prawdopodobnie nigdy nie dojdzie do punktu, w którym całkowicie stracą atmosferę.
Jeden z najcieplejszych znanych Neptunów (GJ 436b) traci swoją atmosferę. Oczekuje się, że planeta ta nie wyparuje, ale gorętsze Neptuny mogą nie mieć tyle szczęścia. Intensywne promieniowanie gwiazdy może podgrzać atmosferę do punktu, w którym ucieka ona przed przyciąganiem grawitacyjnym planety niczym balon na gorące powietrze. Ulatniający się gaz tworzy gigantyczną chmurę wokół planety, która rozprasza się w przestrzeni kosmicznej.
Tak może być w przypadku planety o nazwie GJ 3470b, "bardzo ciepłego Neptuna", który traci atmosferę w tempie 100 razy szybszym niż GJ 436b. Obie planety znajdują się około 3,7 miliona mil (5,5 miliona kilometrów) od swoich gwiazd. To jedna dziesiąta odległości między najbardziej wewnętrzną planetą naszego Układu Słonecznego, Merkurym, a Słońcem. Jednym z powodów, dla których GJ 3470b może parować szybciej niż GJ 436b, jest to, że nie jest tak gęsta, więc jest mniej zdolna do grawitacyjnego utrzymywania rozgrzanej atmosfery.
Obie planety krążą wokół czerwonych karłów, ale GJ 3470b krąży wokół znacznie młodszej gwiazdy, liczącej zaledwie 2 miliardy lat, w porównaniu do gwiazdy GJ 3470b liczącej od 4 do 8 miliardów lat. Młodsza gwiazda jest bardziej energetyczna, więc bombarduje planetę bardziej rażącym promieniowaniem niż GJ 436b.
Znalezienie dwóch parujących, ciepłych Neptunów wzmacnia koncepcję, że gorętsza wersja tych zwykle odległych światów może być klasą planet w okresie przejściowym. Być może ostatecznym losem gorących i bardzo ciepłych Neptunów jest skurczenie się do mini-Neptunów - planet o ciężkich, zdominowanych przez wodór atmosferach, które są większe niż Ziemia, ale mniejsze niż Neptun. Mogą też skurczyć się jeszcze bardziej i stać się super-Ziemiami - bardziej masywnymi, skalistymi wersjami Ziemi.
Pustynia Neptuna lub pustynia subjowiszowa jest szeroko definiowana jako obszar w pobliżu gwiazdy (okres 0,1 MJ), w którym znajdują się egzoplanety.[1] Strefa ta jest silnie napromieniowana przez gwiazdę, co oznacza, że planety nie mogą zachować swoich gazowych atmosfer: Wyparowują, pozostawiając jedynie skaliste jądro
Zbadaliśmy możliwość, że planeta nie może być mini Neptunem, ponieważ może utrzymywać wodorowo-helową atmosferę.
Jednak średnia prędkość cząsteczek wodoru i helu jest znacznie niższa niż prędkość ucieczki na krawędzi atmosfery planety. Zbadałem również możliwość zdmuchnięcia atmosfery przez wiatry słoneczne. Po zbadaniu TOI 560 b, którą uznałem za mini Neptuna ze względu na jej gęstość. Takie planety mają bardzo słabe magnetosfery, co oznacza, że atmosfera zostałaby zdmuchnięta również na tej planecie.
W kon
Články:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac3fa7/pdf
https://exoplanets.nasa.gov/eyes-on-exoplanets/#/planet/HD_73583_c/
http://www.exoplanetkyoto.org/exohtml/TOI-560_c.html
http://exoplanet.eu/catalog/hd_73583_c/
https://academic.oup.com/mnras/article/514/2/1606/6548902?login=false
Temperatura i ciśnienie zmieniają się na różnych wysokościach. Średnia temperatura na szczytach chmur wynosi minus 346 stopni Fahrenheita (minus 210 stopni Celsjusza)
Podobnie jak inne gazowe olbrzymy, ta ogromna planeta nie ma stałej powierzchni. Zamiast tego gaz rozciąga się aż do oceanu wody i amoniaku, który tworzy płaszcz planety. Naukowcy zdefiniowali "powierzchnię" Neptuna jako region, w którym ciśnienie powierzchniowe jest równoważne ciśnieniu na Ziemi na poziomie morza. Temperatura na tej "powierzchni" wynosi około minus 346 F (minus 201 C).
Średnia temperatura planety wynosi minus 353 F (minus 214 C).
TOI-560c Wnioski
Doszliśmy do wniosku, że TOI-560 jest rzeczywiście bardzo interesującą egzoplanetą, ponieważ może być zarówno gazowym olbrzymem, jak i stałą planetą. Jednakże skłaniamy się ku temu, że jest to mały gazowy olbrzym sklasyfikowany jako mini Neptun podobny do swojej siostrzanej planety. Większość jego cech jest prawdopodobnie bardzo podobna do naszej planety Neptun, z wyjątkiem gęstości, która jest wyższa w TOI560. Sugeruje to silne wiatry słoneczne i brak lub bardzo słabą magnetosferę ochronną.
Tej planecie zdecydowanie przydałoby się więcej badań. Najbardziej użytecznymi danymi byłaby spektroskopia Słońca i planet, której moglibyśmy użyć do określenia składu pierwiastkowego i koloru planet.
Pliki pomocnicze:
