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.
Gybon+Brno
Gymnázium Boženy Němcové Hradec Králové - Královehradecký Czechy 14 lat, 15 lat 4 / 0
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
Egzoplaneta TOI-560 c
Przedstawiamy charakterystykę planety TOI-560 c, odkrytej w 2021 roku. Przeprowadziliśmy badania w celu zbadania tej planety i jej układu planetarnego. Informacje o planecie zostały uzyskane z obserwacji satelity kosmicznego CHEOPS.
Za pomocą obliczeń matematycznych określiliśmy inne parametry. Wykorzystaliśmy również katalogi egzoplanet, symulacje układów planetarnych i program Allesfitter
Wyniki i analiza TOI-560c
Korzystając z równań matematycznych i wzorów, obliczyliśmy rozmiar (promień) planety, który wynosi 15 224,286 km, okres orbitalny planety wokół gwiazdy TOI-560, który wynosi 18,8797 dni, odległość od gwiazdy, 17 949 584,48 km (0,12 au) oraz temperaturę, która jest zbyt wysoka dla życia lub wody w stanie ciekłym na powierzchni planety. Ustaliliśmy również, że gęstość planety odpowiada 3919 kg/m3
Wszystko to sugeruje dwie hipotezy na temat typu planety. Według źródła ESA - typ Mini Neptun, NASA - Super Ziemia. Omówimy te rozbieżne dane później. Aby scharakteryzować planetę, pomocne będzie znalezienie pewnych informacji o gwieździe i orbicie planety. Odkryliśmy, że gwiazda HD73583, wokół której krąży planeta, jest stosunkowo młodą (∼500 ~Myr) aktywną gwiazdą o okresie rotacji 12,08 dnia. Należy ona do gwiazd typu K4V. Planeta krąży w odległości 0,12 au. Dane te sugerują, że planeta nie znajduje się w strefie zamieszkiwalnej (Rysunek 1). Późniejsze obliczenia potwierdziły to, ponieważ temperatura tej planety wynosi około 498,15 K. Wynika to z bliskości planety. Obrót planety nie jest przez nas mierzalny, więc możemy jedynie rozważyć, w którym kierunku planeta obraca się względem swojej osi. Jeśli planeta powstała z dysków protoplanetarnych gwiazdy, to warunkiem jest, aby obracała się względem swojej osi w tym samym kierunku, w którym krąży wokół gwiazdy. Istnieją inne hipotezy, które pozwalają na obrót w przeciwnym kierunku, ale wiek planety czyni to prawie niemożliwym. Innym prawie niemożliwym faktem jest pojawienie się księżyców. Planeta znajduje się zbyt blisko, aby mieć jakiekolwiek naturalne księżyce.
Teraz przejdźmy do typu planety. Najpierw przyjrzyjmy się TOI-560c jako super-Ziemi. Super-Ziemie są definiowane przez masę większą niż Ziemia, ale mniejszą niż Neptun. Nazwa super-Ziemia jest dość niedokładna i wskazuje jedynie na rozmiar, ponieważ planeta może w niczym nie przypominać naszej Ziemi. Jeśli założymy, że jest to planeta typu super-Ziemia, pojawia się pytanie, z czego składa się atmosfera, otaczające jądro i jądro planety. Z naszych obliczeń wynika, że gęstość planety wynosi 3,88 g/cm3, co oznacza, że jest to planeta skalista. Jeśli porównamy to z gęstością Ziemi i Neptuna, znajdziemy się gdzieś pomiędzy tymi planetami. Z tego wnioskujemy, że planeta ma stałe, prawdopodobnie metaliczne jądro i skalistą otoczkę, ale to tylko przypuszczenia. Planeta TOI-560c jest jak mini-Neptun. Planety typu mini-Neptun są mniejsze od Neptuna i mają podobny do niego skład. W tym przypadku atmosfera (jeśli istnieje) najprawdopodobniej składałaby się z substancji lotnych, a jądro z substancji lotnych o niskiej gęstości.
Orbita. Bliska współmierność okresu orbitalnego TOI 560 b i c do stosunku 1:3 ma również interesujące implikacje dla formowania się planet, takie rezonanse orbitalne są rzadkie wśród dojrzałych układów egzoplanet zidentyfikowanych przez Keplera. Znacznie bardziej powszechne wśród dojrzałych, zwartych układów wielu egzoplanet są rezonanse okresów orbitalnych o współmierności bliskiej 2:3 i 1:2. Rodzi to intrygującą możliwość, że w układzie TOI 560 może znajdować się trzecia planeta pośrednia, która nie tranzytuje z okresem orbitalnym ~12,6 dnia, co dałoby układ TOI 560 z łańcuchem rezonansu orbitalnego 1:2:3 w wieku 12 lat.
Atmosfera, aby stworzyć i utrzymać atmosferę, magnetosfera wymagałaby metalicznego rdzenia lub metalicznego wodoru, ale stworzenie metalicznego wodoru wymaga zastosowania ekstremalnego ciśnienia, co nie ma miejsca. Jest to jednak poza potrzebą dalszych badań. Użycie spektrografu dostarczyłoby najbardziej odpowiednich informacji.
Istnieje również teoria, że planeta mogła zostać schwytana, ale ta teoria jest bardzo mało prawdopodobna, ten układ planetarny jest zbyt młody, aby mógł zostać schwytany i miał już taką "regularną" orbitę. Tę teorię można wykluczyć.
TOI-560c Wnioski
Podsumowując, dobrze byłoby dalej obserwować tę planetę i układ planetarny, w którym znajduje się TOI-560c. Ważne jest również potwierdzenie lub obalenie teorii trzeciej planety w tym układzie planetarnym. Potrzebne są dalsze badania, aby poddać tę planetę i inne planety krążące wokół TOI-560 analizie spektrograficznej. Jest mało prawdopodobne, aby na tej planecie istniało życie, ale jeśli istnieje trzecia planeta, istnieje szansa, że może ona znajdować się w strefie zamieszkiwalnej.
Pliki pomocnicze:
