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.
Hvězdičky
Gymnázium Matyáše Lercha Brno - Jihomoravský kraj Czechy 16 lat 2 / 2
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
Hack an exoplanet to projekt realizowany pod auspicjami ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej). W tym przypadku możemy również mówić o specyficznym rodzaju hackathonu. Satelita ESA, Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite), wykrył w tym roku dwie interesujące egzoplanety - KELT-3b i TOI-560c. Naszym celem jest przeanalizowanie tych danych i uzyskanie nowych informacji na temat jednej z nich.
Wybrana przez nas planeta to TOI-560c, czasami nazywana również Mini-Neptunem.
Jakie dane już znamy? Znamy jej masę (9,70 +1,80-1,70 MEarth) i spodziewaną temperaturę (225 ± 15 °C). Planeta TOI-560c krąży wraz z planetą TOI-560b wokół małej pomarańczowo-czerwonej gwiazdy TOI-560. Gwiazda ta charakteryzuje się masą = 0,73 ± 0,02 MSun i promieniem = 0,65 ± 0,02 RSun. Dlatego możemy być pewni, że gwiazda ta jest mniejsza od naszego Słońca i jednocześnie chłodniejsza. Cały układ znajduje się w gwiazdozbiorze Hydry, około 103 lat świetlnych od Ziemi.
Podane formuły (na stronie internetowej) mają również pomóc nam w obliczeniu danych.
Ale co tak naprawdę jest naszym zadaniem? Musimy ustalić promień wybranej planety, jej okres orbitalny, odległość od gwiazdy-gospodarza, gęstość samej planety, a tym samym jej przewidywany skład w porównaniu z planetami naszego Układu Słonecznego.
Wyniki i analiza TOI-560c
ROZMIAR EGZOPLANETY
Najpierw mieliśmy wykres z danymi z CHEOPS. Mieliśmy na nim stworzyć model zredukowanego światła z gwiazdy podczas tranzytu według parametrów, które najlepiej pasowały do modelu. Parametrami były: promień gwiazdy macierzystej (RS), który znaliśmy z pliku, promień planety (RP) i czas środkowego tranzytu. Następnie mieliśmy obliczyć promień planety i porównać go z wartością najlepszego dopasowania modelu.
RS = 0,65 RSun
RP = wzór1 ≐ 0.029 RSun ≐ 3.17 REarth
Głębokość tranzytu = 0,2 %
Nasze obliczenia były o 0,07 REarth większe niż najlepiej dopasowana wartość w Allesfitter, głównie z powodu zaokrąglenia głębokości tranzytu. Ostateczny wykres był również lekko przechylony (wykres 1) (tabela 1) i na tej podstawie możemy stwierdzić, że światło gwiazdy stawało się coraz mniejsze, co sugeruje, że satelita po pewnym czasie został lekko przekierowany.
OKRES ORBITALNY
Po utworzeniu krzywej uzyskaliśmy dostęp do nowych informacji (tabela 2):
RP = 2,384+0,071-0,066 REarth
RS = 0,652+0,017-0,018 RSun
Średni czas tranzytu = 0,4426+0,0050-0,0053 dni
T = 18,8797 dni
d = 0,1242 AU
* Do dalszych obliczeń wykorzystaliśmy te nowe informacje
ODLEGŁOŚĆ ORBITALNA
Z tymi nowo uzyskanymi informacjami mieliśmy porównać orbitalną oś półmajora (d) z archiwum i tę obliczoną przez nas.
d = wzór2 ≐ 1.869 1010 m ≐ 0.1249 AU
Nasze obliczenia były o 7,4 10-4 większe niż obserwacje z archiwum.
SKŁAD I GĘSTOŚĆ
Ostatnie równania, których użyliśmy, służyły do obliczenia gęstości planety przy założeniu, że planeta jest idealną kulą.
V = wzór3 ≐ 1,473 1028 cm^3
ρ = wzór4 ≐ 3,934 g.cm^-3
TOI-560c Wnioski
W tym projekcie zebraliśmy kilka informacji na temat planety TOI-560c i w tej części chcielibyśmy je podsumować.
Masa: 9,7 +1,80 -1,70 M/M
Promień: 2,384 +0,066 -0,071 TYŁ
Gęstość: 3,934 +1,173 -0,945 g/cm3
Okres orbitalny: 18,8797 dni
Odległość do gwiazdy macierzystej: 0,124 +0,0011 -0,0012 AU
Temperatura: 225 ± 15˚C
Odkryty: 2021 r. przez sondę TESS
Z obliczonych informacji wiemy, że jeśli planeta przeszła przed gwiazdą 23 stycznia 2023 r. o 13:12 CET, to przeszła ponownie 11 lutego 2023 r. o 10:18 CET. Od 14 czerwca 2023 r. najbliższy dla nas tranzyt będzie miał miejsce 23 czerwca o 14:06 czasu środkowoeuropejskiego.
Średnia temperatura na powierzchni planety TOI-560c wynosi około 225˚C, co jest zdecydowanie zbyt ciepłe, aby mogło tam istnieć jakiekolwiek życie (a przynajmniej takie, jakie znamy tutaj na Ziemi). Jest to temperatura gdzieś pomiędzy temperaturami powierzchni Merkurego i Wenus.
Planeta TOI-560c jest około 2,4 razy większa i 9,7 razy cięższa od Ziemi. Jej okres orbitalny jest nawet krótszy o 70 dni w porównaniu do Merkur.
W porównaniu z gęstością innych planet w Układzie Słonecznym, TOI-560c jest podobna do Marsa (Mars jest ziemską, stałą planetą zbudowaną z pierwiastków takich jak krzem, tlen, żelazo, magnez, siarka, fosfor i aluminium).
Zgodnie z zakładanym składem Mini-Neptunes, skład TOI-560c może być następujący:
skaliste jądro (wykonane z metali takich jak żelazo)
powłoka/rdzeń z wody, lodu lub gazu
atmosfera z helu i wodoru
Biorąc wszystko pod uwagę, chcielibyśmy powiedzieć, że wypróbowanie czegoś takiego było dla nas naprawdę interesujące. Jesteśmy naprawdę wdzięczni za możliwość wypróbowania tego rodzaju projektu, a także za wszystko, czego się nauczyliśmy. Już rozglądamy się za kolejnym wydarzeniem.
Pliki pomocnicze:
