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.
Abyss Watchers
Câștigătorul premiului pentru cel mai bun proiect
Gimnaziul de gimnastică První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Republica Cehă 17 ani 2 /
TOI-560c
Descrierea proiectului TOI-560c:
Proiectul Abyss Watchers este împărțit în trei secțiuni principale.
În primul rând, Introducere - o secțiune în care este prezentată echipa și în care sunt definiți termenii care vor fi utilizați pe parcursul întregului proiect. De asemenea, în această secțiune sunt descrise unele metode de descoperire a unor noi exoplanete.
În al doilea rând, Calculele noastre - o secțiune care se concentrează pe patru dintre cele cinci sarcini atribuite în timpul hackathonului, care au inclus în principal calcule matematice. În această secțiune, am calculat raza TOI 560c, perioada orbitală, distanța față de steaua sa de origine, masa, volumul, densitatea și viteza orbitală. În ciuda metodelor noastre corecte, valorile agențiilor au fost uneori puțin diferite, în principal din cauza faptului că acestea aveau acces de primă mână la propriile cercetări științifice avansate și la datele de arhivă. În ciuda acestor factori care au influențat rezultatele finale, discrepanțele dintre valorile noastre și cele ale agențiilor nu au fost prea semnificative, iar unele dintre ele au fost chiar mici sau chiar inexistente.
În cele din urmă, Informații suplimentare - o secțiune care se concentrează în principal pe ultima sarcină, și anume determinarea compoziției exoplanetei. Întrucât în această secțiune au fost efectuate foarte puține calcule, ea a devenit o discuție care a oferit suficiente argumente pentru afirmațiile sale. Cu toate acestea, nu ne-am mulțumit doar cu descrierea TOI 560c și am dorit să aprofundăm mai mult. Astfel, am inclus și steaua TOI 560 și întregul său sistem, ceea ce a dus la concluzii foarte interesante și demne de luat în seamă.
Rezultatul principal al muncii noastre este un fișier PDF realizat în LaTeX, care a fost realizat ca o lucrare de cercetare științifică, divizat în mod detaliat în secțiuni și subsecțiuni, fiind în același timp cât mai formal posibil. Literatura de specialitate și sursele au fost furnizate și citate, de asemenea.
Rezultatele și analiza TOI-560c
Raza planetei
Având în vedere că informațiile inițiale despre TOI 560c și steaua sa au fost deja furnizate de satelitul Cheops, nu a fost prea dificil să începem propriile noastre calcule. Folosind curba de lumină a tranzitului lui TOI 560c, am putut calcula raza sa. Motivul este că adâncimea tranzitului exoplanetei este echivalentă cu raportul dintre suprafața discului planetei și aria discului stelei. Măsurând adâncimea tranzitului și cunoscând raza stelară, am putut determina raportul exoplanetei, luând în considerare erorile inferioare și superioare, ca fiind cuprins între 16594 km și 16697 km. În ciuda calculelor noastre corecte, programul Allesfitter a furnizat rezultate diferite. Această discrepanță ar putea fi cauzată fie de rotunjirea unor valori în calculele noastre, fie de faptul că Allesfitter ar fi putut folosi o metodă diferită de a noastră.
Perioada orbitală și distanța față de steaua natală
Din arhiva de observații efectuate de Keops, perioada orbitală a TOI 560c ar trebui să fie de 18,8797 (în unități de zile). Folosind a treia lege a lui Kepler, am putut calcula distanța dintre TOI 560c și steaua sa de origine. Rezultatul pe care l-am obținut este de 0,1249 au (unități astronomice), ceea ce reprezintă o discrepanță de numai 0,0007 au față de valoarea din tabelul furnizat de Allesfitter. Acest lucru a fost considerat un mare succes din partea noastră.
Masa, volumul și densitatea
Din păcate, este imposibil să calculăm masa planetei folosind metoda tranzitului, dar alte metode, cum ar fi viteza radială, ne permit să facem acest lucru. Luând această valoare din tabel, obținem valoarea de 9,7 (în unități de masă a Pământului). Pentru a calcula volumul exoplanetei, am presupus că aceasta are o formă perfect sferică, ceea ce ne permite să folosim formula standard pentru volumul unei sfere. Valoarea pe care am obținut-o a fost de 1,47247 * 10^22 m^3. Dacă se cunosc atât masa, cât și volumul planetei, putem calcula cu ușurință densitatea. Luând în considerare erorile superioare și inferioare, estimăm că densitatea planetei este cuprinsă între 3,244 g * cm^-3 și 4,664 g * cm^-3. Pentru calculele și discuțiile ulterioare, am folosit valoarea de aproximativ 3,9 g * cm^-3.
Viteza orbitală
Pentru a calcula viteza lui TOI 560c, trebuie mai întâi să calculăm viteza sa unghiulară. Rezultatul a fost că viteza unghiulară a TOI 560c este de 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Apoi, am înmulțit pur și simplu această valoare cu distanța dintre TOI 560c și steaua sa și am obținut viteza orbitală de 71,994 km * s^-1.
Compoziția planetară
Deși este imposibil să fim în totalitate siguri de compoziția elementară a TOI 560c, există o mulțime de indicii care ne dau un indiciu despre ce ar putea fi. De exemplu, dependența razei planetei de masa acesteia sugerează că planeta se află sub compoziția apei pure. Prin urmare, există două rezultate cele mai probabile. Fie planeta este compusă în cea mai mare parte din gheață de apă și silicați, fie are un interior asemănător cu cel al Pământului și un înveliș de hidrogen volatil, în care este prezent și heliu. După cum arată graficul de insolație, TOI 560c se situează mult deasupra așa-numitei "văi a razei". Acest lucru susține, de asemenea, ideea că planeta posedă un înveliș volatil.
TOI-560c Concluzii
În concluzie, informațiile furnizate de CHEOPS ne-au permis să creăm curba luminoasă a tranzitului lui TOI-560c, să deducem perioada orbitală și distanța față de steaua de origine, să calculăm masa, volumul, densitatea și viteza orbitală a acestuia. În ciuda faptului că am reușit să descriem cu succes caracteristicile de bază ale planetei TOI- 560c, am dorit să aprofundăm nu numai informațiile despre această planetă în mod specific, ci și informații despre steaua sa de origine și despre sistem în general. Totul este explicat în fișierul PDF încărcat. Încurajăm cu tărie efectuarea de spectroscopie suplimentară asupra ambelor exoplanete din sistemul TOI-560, deoarece mai multe cercetări ar putea fi efectuate ulterior.
Fișiere justificative:
