Galeria de projectos 2023

Abyss Watchers

 Vencedor do prémio de melhor projeto
Ginásio de desporto de alta velocidade  Hradec Králové - královéhradecký kraj    República Checa 17 anos de idade   2 /

TOI-560c

Descrição do projeto TOI-560c:

O projeto dos Vigilantes do Abismo está dividido em três secções principais.

Em primeiro lugar, Introdução - uma secção onde a própria equipa é apresentada e onde definimos os termos que serão utilizados ao longo de todo o projeto. Nesta secção são também descritos alguns métodos de descoberta de novos exoplanetas.

Em segundo lugar, Os nossos cálculos - uma secção que se concentra em quatro das cinco tarefas atribuídas durante a hackathon, que incluem principalmente cálculos matemáticos. Nesta secção, calculamos o raio do TOI 560c, o período orbital, a distância da sua estrela natal, a massa, o volume, a densidade e a velocidade orbital. Apesar dos nossos métodos correctos, os valores das agências foram por vezes um pouco diferentes, principalmente devido ao facto de terem acesso de primeira classe à sua própria investigação científica avançada e aos seus dados de arquivo. Apesar de estes factores influenciarem os resultados finais, as discrepâncias entre os nossos valores e os das agências não foram muito significativas e algumas foram mesmo mínimas.

Por fim, Informação adicional - uma secção que se centrava principalmente na última tarefa, ou seja, descobrir a composição do exoplaneta. Como foram feitos muito poucos cálculos nesta secção, tornou-se uma discussão que forneceu argumentos suficientes para as suas afirmações. No entanto, não ficámos satisfeitos apenas com a descrição do TOI 560c e quisemos ir mais fundo. Assim, incluímos também a estrela TOI 560 e todo o seu sistema, o que levou a conclusões muito interessantes e dignas de nota.

O principal resultado do nosso trabalho é um ficheiro PDF feito em LaTeX, que foi elaborado como um artigo de investigação científica, cuidadosamente dividido em secções e subsecções e, ao mesmo tempo, tão formalmente escrito quanto possível. A literatura e as fontes também foram fornecidas e citadas.

Resultados e análise do TOI-560c

Raio do planeta

Com a informação inicial sobre TOI 560c e a sua estrela já fornecida pelo satélite Cheops, não foi muito difícil começar os nossos próprios cálculos. Usando a curva de luz do trânsito do TOI 560c, conseguimos calcular o seu raio. A razão para isto é que a profundidade do trânsito de um exoplaneta é equivalente à razão entre a área do disco do planeta e a área do disco da estrela. Medindo a profundidade do trânsito e conhecendo o raio estelar, poderíamos determinar a razão do exoplaneta, considerando erros inferiores e superiores, entre 16594km e 16697km. Apesar dos nossos cálculos correctos, o programa Allesfitter forneceu resultados diferentes. Esta discrepância pode ter sido causada pelo arredondamento de alguns valores nos nossos cálculos ou pelo facto de o Allesfitter ter usado um método diferente do nosso.

Período orbital e distância da estrela natal

A partir do arquivo de observações de Quéops, o período orbital de TOI 560c deve ser 18,8797 (em unidades de dias). Usando a terceira lei de Kepler, conseguimos calcular a distância entre TOI 560c e a sua estrela natal. O resultado que obtivemos é 0,1249 au (unidades astronómicas), o que representa uma discrepância de apenas 0,0007 au em relação ao valor da tabela fornecida pelo Allesfitter. Este resultado foi considerado um grande sucesso da nossa parte.

Massa, volume e densidade

Infelizmente, é impossível calcular a massa do planeta utilizando o método do trânsito, mas outros métodos, como a velocidade radial, permitem-nos fazê-lo. Tomando este valor da tabela, obtemos o valor de 9,7 (em unidades de massa da Terra). Para calcular o volume do exoplaneta, assumimos que tem uma forma perfeitamente esférica, o que nos permite usar a fórmula padrão para o volume de uma esfera. O valor obtido foi 1,47247 * 10^22 m^3. Se tanto a massa como o volume do planeta forem conhecidos, podemos calcular facilmente a densidade. Considerando os erros superior e inferior, estimamos que a densidade do planeta se situa entre 3,244 g * cm^-3 e 4,664 g * cm^-3. Para cálculos e discussões posteriores, usámos o valor de aproximadamente 3,9 g * cm^-3.

Velocidade orbital

Para calcularmos a velocidade do TOI 560c, precisamos primeiro de calcular a sua velocidade angular. O resultado foi que a velocidade angular do TOI 560c é de 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Depois, multiplicámos este valor pela distância entre o TOI 560c e a sua estrela e obtivemos a velocidade orbital de 71,994 km * s^-1.

Composição planetária

Embora seja impossível ter a certeza absoluta sobre a composição elementar do TOI 560c, há muitas pistas que nos dão uma pista sobre o que poderá ser. Por exemplo, a dependência do raio do planeta em relação à sua massa sugere que o planeta tem uma composição inferior a água pura. Há, portanto, dois resultados mais prováveis. Ou o planeta é maioritariamente composto por gelo de água e silicatos ou tem um interior semelhante ao da Terra e um invólucro de hidrogénio volátil, com hélio também presente. Como mostra o gráfico de insolação, TOI 560c situa-se muito acima do chamado "vale do raio". Este facto também apoia a ideia de que o planeta possui um envelope volátil.

TOI-560c Conclusões

Para concluir, a informação fornecida pelo CHEOPS permitiu-nos criar a curva de luz de trânsito do TOI-560c, deduzir o seu período orbital e distância à sua estrela natal, calcular a sua massa, volume, densidade e velocidade orbital. Apesar de termos descrito com sucesso as características básicas do TOI-560c, quisemos aprofundar não só a informação sobre este planeta especificamente, mas também a informação sobre a sua estrela natal e o sistema em geral. Tudo está explicado no ficheiro PDF carregado. Encorajamos vivamente a realização de mais espetroscopia em ambos os exoplanetas do sistema TOI-560, uma vez que mais investigação poderá ser realizada posteriormente.

Ficheiros de apoio:

• curva de luz de trânsito.png
• raio-vale-1.png