Galeria de proiecte 2023
Elevi de liceu din întreaga Europă au devenit detectivi de exoplanete împreună cu ESA și au folosit datele satelitului Cheops pentru a descoperi misterele a două exoplanete: KELT-3b și TOI-560c.
Explorați proiectele de mai jos.
JOVAAS
Câștigătorul premiului pentru cel mai bun proiect
Societatea Astronomică Sabadell Sabadell - Catalonia Spania 18 ani, 17 ani, 16 ani 4 / 1
TOI-560c
Descrierea proiectului TOI-560c:
În cadrul Hackathonului Hack an Exoplanet Hackathon, am analizat datele furnizate de ESA pentru a investiga exoplaneta TOI-560c. Prin analiza curbelor luminoase de tranzit ajustate furnizate de telescopul CHEOPS, am descoperit că TOI-560c are o rază de 2,66 ori mai mare decât cea a Pământului și o masă de 9,70 mase terestre. Acest lucru relevă faptul că această exoplanetă este de tip super-Pământ. În plus, am obținut o perioadă orbitală de 18,88 zile printr-o ajustare automată a curbei luminoase de tranzit, facilitată de software-ul Allesfitter. Ulterior, am utilizat a treia lege a lui Kepler pentru a calcula distanța dintre TOI-560c și steaua sa gazdă. Rezultatele noastre indică o distanță de 0,125 UA, ceea ce indică faptul că posibilitatea de a găsi apă lichidă pe suprafața sa este foarte scăzută, având în vedere temperaturile sale fierbinți de aproximativ 225ºC. În cele din urmă, am calculat densitatea planetei cu ajutorul formulei densității. Acest lucru ne-a permis să estimăm că TOI-560c are o densitate de aproximativ 3,89 g/cm^3. Această determinare a densității indică faptul că planeta este puțin mai ușoară decât Marte, dar mai densă decât giganții gazoși prezenți în propriul nostru sistem solar. Datorită valorilor pe care le-am obținut pentru densitatea planetei TOI-560c, speculăm că aceasta este compusă din materiale stâncoase, cum ar fi fier sau carbon.
Rezultatele și analiza TOI-560c
Cu toate datele furnizate, echipa noastră a rezolvat cu succes misterul Toi-560c. În primul rând, am ajustat curba de lumină a tranzitului furnizat în Allesfitter pentru a obține informații despre stea și planetă. După ce am obținut datele din Allesfitter, am început analiza rezultatelor.
Dimensiune
Primul lucru pe care l-am făcut a fost să calculăm raza planetei, urmând următoarea formulă:
Adâncimea de tranzit (%) = (π R_planetă^2) / (π R_stea^2) * 100
Am găsit adâncimea de tranzit în graficul furnizat de Allesfitter. Am ales 0,14% ca valoare a adâncimii de tranzit.
Fig.1 Tabel cu curba de lumină de tranzit a TOI-560c
Am izolat raza planetei în felul următor:
R_TOI-560c = √ (Transit depth (%) * R_star^2 / 100) = √ (0.14 * (0.65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0.14 * (4.53792 x 10^8 m)^2 / 100)
După înlocuire, am ajuns la următoarele rezultate:
R_TOI-560c = √ (0.14 * (4.53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1.697934189... x 10^7 m ≈ 2.66 R_pământ
Cu aceste rezultate am ajuns la concluzia că TOI-560c este un super-Pământ, deoarece raza sa este de aproximativ două ori mai mare decât raza Pământului.
Perioada orbitală și distanța
Putem găsi valoarea perioadei orbitale într-un tabel furnizat de Allesfitter și trebuie să convertim zilele în secunde.
Fig.2 Tabel cu informațiile furnizate de montaj în Allesfitter.
T = 18.8797 zile = 1.6312 x 10^6 s
Trebuie să folosim masa stelei în această formulă, iar aceasta trebuie să fie în kilograme. Putem găsi masa stelei în dosarul de caz.
Fig.3 Informații despre stea găsite în dosarul de caz
M = 0.73 * M_soare = 1.4515 x 10^30 kg
Următorul pas a fost calcularea distanței până la steaua sa. Pentru a rezolva această problemă, am folosit a treia lege a lui Kepler:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Apoi am izolat distanța din formulă:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
După ce am schimbat aceste unități, am înlocuit valorile și am obținut următorul rezultat:
d = [ (1.6312 x 10^6 K)^2 * (6.6743 x 10^(-11) m^3 / (kg s^2) * 1.4515 x 10^30 kg / 4π^2 ]^(1/3) = 1.8690 x 10^10 m ≈ 0.125 AU
Cu aceste informații, am ajuns la concluzia că această planetă este potențial nelocuibilă din cauza distanței mici față de steaua sa. Această distanță implică temperaturi foarte ridicate și o posibilitate foarte mică de a găsi apă lichidă.
Temperatura și habitabilitatea
După cum putem vedea în această diagramă, TOI-560c are temperaturi de peste 200ºC. În dosarul cazului, este scris că temperatura este mai mult sau mai puțin de 225ºC.
Fig.4 Diagrama cu temperaturile și distanțele față de stelele sale ale diferitelor planete găsite în videoclipul Step 4.
Această temperatură poate fi cauzată de proximitatea sa față de stea, fiind la doar 0,125 UA, așa cum am calculat anterior. De aceea, considerăm această planetă ca fiind nelocuibilă, deoarece căldura sa extremă face foarte dificilă existența apei lichide și nu am putea rezista căldurii și radiațiilor emise de stea la această distanță.
Densitate și compoziție
Ultimul lucru pe care a trebuit să-l verificăm a fost densitatea și compoziția stelei.
În primul rând, aveam formula densității:
ρ = MV
Apoi, înlocuim masa cu masa planetei și volumul cu volumul planetei.
ρ_planetă = M_planetă / (4πR_planetă^3 / 3) = 9.70*M_pământ / (4π (1.697934189 x 10^7 m) / 3) = 3.89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3.89281 g / cm^3
Putem observa că densitatea lui TOI-560c este puțin mai mică decât cea a lui Marte, fiind în acest moment de 3,93 g/cm3.
După cum se arată în dosarul cazului, presupunem că TOI-560c este un mini-Neptun sau un super-Pământ, dar nu putem confirma compoziția sa. Deși, dacă ne uităm la compoziția acestui tip de planetă, ne putem aștepta ca TOI-560c să fie o planetă stâncoasă, formată în principal din siliciu și oxigen. Aceste elemente pot fi însoțite de altele, printre care aluminiu, fier, magneziu sau calciu.
TOI-560c Concluzii
În concluzie, putem afirma că TOI-560c nu este locuibilă pentru noi din cauza temperaturii sale ridicate, probabil din cauza distanței mici față de steaua sa. Perioada sa orbitală este mult mai rapidă decât a lui Mercur, iar densitatea sa este puțin mai mică decât a lui Marte. Are o rază de aproape două ori și jumătate raza terestră, cu o masă de aproape jumătate din cea a lui Neptun. Nu putem ști exact compoziția sa, se pare că este o planetă de mărimea unei mini-Neptun, dar deducem că este formată în principiu din roci, deoarece rocile au de obicei o densitate de 2,5 ∼ 3 g / cm^3, așa că presupunem că este compusă din roci și un mic nucleu metalic până când se pot obține date despre compoziție.
Fișiere justificative:
