Galeria de projectos 2023
Estudantes do ensino secundário de toda a Europa tornaram-se detectives de exoplanetas com a ESA e utilizaram dados do satélite Cheops para desvendar os mistérios de dois exoplanetas alvo: KELT-3b e TOI-560c.
Explore os projectos abaixo.
Hvězdičky
Ginásio Matyáše Lercha Brno - Jihomoravský kraj República Checa 16 anos de idade 2 / 2
TOI-560c
Descrição do projeto TOI-560c:
Hack an exoplanet é um projeto sob os auspícios da ESA (Agência Espacial Europeia). Neste caso, podemos também falar de um tipo específico de hackathon. O satélite da ESA, Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) detectou no início deste ano dois exoplanetas interessantes - KELT-3b e TOI-560c. E o nosso objetivo é analisar estes dados e obter novas informações sobre um deles.
Um planeta que escolhemos é o planeta TOI-560c, por vezes também referido como Mini-Neptuno.
Que dados é que já conhecemos? Conhecemos a sua massa (9,70 +1,80-1,70 MEarth) e a sua temperatura esperada (225 ± 15 °C). O planeta TOI-560c orbita juntamente com o planeta TOI-560b em torno da pequena estrela laranja-avermelhada TOI-560. Esta estrela é caracterizada pelas quantidades massa = 0.73 ± 0.02 MSun e raio = 0.65 ± 0.02 RSun. Portanto, podemos ter a certeza de que esta estrela é mais pequena do que o nosso Sol e, ao mesmo tempo, mais fria. Todo este sistema está localizado na constelação de Hydra, a cerca de 103 anos-luz da Terra.
As fórmulas fornecidas (no sítio Web) também devem ajudar-nos no cálculo dos dados.
Mas qual é de facto a nossa tarefa? Temos de descobrir o raio do planeta selecionado, o seu período orbital, a distância da estrela hospedeira, a densidade do próprio planeta e, portanto, a sua composição prevista em comparação com os planetas do nosso Sistema Solar.
Resultados e análise do TOI-560c
A DIMENSÃO DO EXOPLANETA
Primeiro, tínhamos um gráfico com dados do CHEOPS. Nele, era suposto criarmos um modelo de redução da luz da estrela durante o trânsito, de acordo com os parâmetros que melhor se adequavam ao modelo. Os parâmetros eram: o raio da estrela hospedeira (RS), que conhecíamos do ficheiro, o raio do planeta (RP) e o tempo a meio do trânsito. Depois era suposto calcularmos o raio do planeta e compará-lo com o valor que melhor se ajustava ao modelo.
RS = 0,65 RSun
RP = fórmula1 ≐ 0,029 RSun ≐ 3,17 REarth
Profundidade de trânsito = 0,2 %
O nosso cálculo foi 0,07 REarth superior ao nosso valor de melhor ajuste no Allesfitter, principalmente devido ao nosso arredondamento da profundidade do trânsito. O gráfico final também estava ligeiramente inclinado (gráfico 1) (tabela 1) e, a partir daí, podemos dizer que a luz da estrela estava a ficar progressivamente mais pequena, o que sugere que o satélite estava a ser ligeiramente desviado ao fim de algum tempo.
PERÍODO ORBITAL
Após a criação da curva, foi possível aceder a novas informações (quadro 2):
RP = 2,384+0,071-0,066 REarth
RS = 0,652+0,017-0,018 RSun
Tempo médio de trânsito = 0,4426+0,0050-0,0053 dias
T = 18,8797 dias
d = 0,1242 AU
* Para quaisquer outros cálculos, utilizámos estas novas informações
DISTÂNCIA ORBITAL
Com estas informações recém-adquiridas, era suposto compararmos o semi-eixo maior orbital (d) do arquivo e o que calculámos.
d = fórmula2 ≐ 1,869 1010 m ≐ 0,1249 AU
O nosso cálculo foi 7,4 10-4 superior às observações do arquivo.
COMPOSIÇÃO E DENSIDADE
As últimas equações que utilizámos foram para o cálculo da densidade do planeta com a suposição de que o planeta é uma esfera perfeita.
V = fórmula3 ≐ 1,473 1028 cm^3
ρ = fórmula4 ≐ 3,934 g.cm^-3
TOI-560c Conclusões
Neste projeto, reunimos algumas informações sobre o planeta TOI-560c e, nesta parte, gostaríamos de as resumir.
Massa: 9.7 +1.80 -1.70 MEARTH
Raio: 2,384 +0,066 -0,071 REARTH
Densidade: 3,934 +1,173 -0,945 g/cm3
Período orbital: 18,8797 dias
Distância à estrela hospedeira: 0,124 +0,0011 -0,0012 UA
Temperatura: 225 ± 15 ˚C
Descoberto: 2021 pelo estudo TESS
A partir das informações calculadas, sabemos que se o planeta passou em frente da estrela a 23 de janeiro de 2023 às 13:12 CET, passou novamente a 11 de fevereiro de 2023 às 10:18 CET. A partir de 14 de junho de 2023, o trânsito mais próximo para nós será a 23 de junho às 14:06 CET.
A temperatura média na superfície do planeta TOI-560c é de cerca de 225 ˚C, o que é definitivamente demasiado quente para que exista vida (ou pelo menos o tipo de vida que conhecemos aqui na Terra). É a temperatura algures entre as temperaturas das superfícies de Mercúrio e Vénus.
O planeta TOI-560c é aproximadamente 2,4 maior e 9,7 mais pesado que a Terra. O seu período orbital é ainda mais curto, 70 dias, do que o de Merkur.
Comparado com a densidade de outros planetas do sistema solar, TOI-560c é semelhante a Marte (Marte é um planeta terrestre, sólido, feito de elementos como silício, oxigénio, ferro, magnésio, enxofre, fósforo e alumínio).
De acordo com a composição assumida dos Mini-Neptunes, a composição do TOI-560c pode ser:
núcleo rochoso (feito de metais como o ferro)
revestimento do invólucro/núcleo com água, gelo ou gás
atmosfera de hélio e hidrogénio
Em suma, gostaríamos de dizer que foi muito interessante para nós experimentar algo deste género. Estamos muito gratos pela oportunidade de experimentar este tipo de projeto e também por tudo o que aprendemos. Já estamos à procura de outro evento.
Ficheiros de apoio:
