Projekt Galéria 2023
Študenti stredných škôl z celej Európy sa v spolupráci s ESA stali detektívmi exoplanét a pomocou údajov zo satelitu Cheops odhalili záhady dvoch exoplanét: KELT-3b a TOI-560c.
Preskúmajte nižšie uvedené projekty.
Jalapenos papricky
Víťaz ceny za najlepší projekt
Gymnázium Brno, Slovanské námestie, príspevková organizácia Brno - Brno Česká republika 16 rokov, 15 rokov 4 / 1
TOI-560c
Opis projektu TOI-560c:
V našom projekte sme sa rozhodli sústrediť na získanie čo najviac informácií o hviezde TOI-560c aj o jej hostiteľskej hviezde TOI-560. Okrem výpočtu navrhovaných a ďalších faktorov sme sa venovali aj teórii o zložení TOI-560c a analyzovali sme, ako by jej teplota mohla byť užitočná pre ľudí.
TOI-560c Výsledky a analýza
Prehľad TOI-560c
V tomto projekte sa budeme zaoberať správaním exoplanéty TOI-560c. Pokúsime sa analyzovať jej pohyb, zhromaždiť údaje o jej hviezde TOI-560 a diskutovať o tom, ako rôzne faktory pomáhajú klasifikovať typy exoplanét. Ďalšie informácie a výpočty nájdete na našej webovej stránke.
Čo je to exoplanéta
Exoplanéta je planéta, ktorá obieha okolo hviezdy mimo našej slnečnej sústavy. Nebeský objekt TOI-560c je exoplanéta.
Doteraz bolo pozorovaných a klasifikovaných viac ako 5 000 exoplanét a tisíce ďalších nepotvrdených.Existuje množstvo metód hľadania exoplanét, ako napríklad tranzitná fotometria a metóda radiálnych rýchlostí.
Veľkosť exoplanéty
Podarilo sa nám zistiť, že exoplanéta TOI-560c má polomer približne 2,384-krát väčší ako Zem. Považuje sa za exoplanétu typu "Mini-Neptún".
Na základe údajov z CHEOPS sme odhadli hĺbku tranzitu na 0,12% a použili sme ju na určenie polomeru planéty.
Naším výsledkom bol polomer 2,252 REARTH, čo je len o 0,132 REARTH menej ako pozorovania CHEOPS.
Orbitálna perióda
Rovnako ako iné nebeské objekty s definovanou obežnou dráhou, aj exoplanéty majú stanovenú obežnú dobu, ktorá je definovaná ako čas, za ktorý exoplanéta vykoná jeden obeh okolo svojej hostiteľskej hviezdy. Obežná doba TOI-560c je 18,88 dňa.
Orbitálna vzdialenosť
Orbitálna vzdialenosť udáva, ako ďaleko od svojej hviezdy obieha exoplanéta. TOI-560c má obežnú vzdialenosť 18,73 * 106 km2.
Na základe upravenej verzie tretieho Keplerovho zákona sme určili vzdialenosť medzi TOI-560c a jej hostiteľskou hviezdou: 1,873 × 107 km2
Teplota
Teplota je jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich obývateľnosť exoplanéty. Aby bola exoplanéta obývateľná, musí obiehať v "obývateľnej zóne". V tejto vzdialenosti sa môže nachádzať voda v kvapalnom stave. Vzhľadom na svoju vysokú teplotu približne 225 stupňov Celzia leží TOI-560c mimo obývateľnej zóny.
Hustota
Hustota TOI-560c by mohla naznačovať, že má tenkú atmosféru zloženú z ľahších plynov, ako je vodík alebo hélium, ktorá pokrýva relatívne malé skalnaté jadro.
Vypočítali sme hustotu TOI-560c: 3,9469 g/cm3
Žiarivý tok v blízkosti TOI-560c
Na základe našich výpočtov TOI-560c obieha blízko svojej hviezdy TOI-560. Hoci TOI-560 je oranžový trpaslík menší a chladnejší ako Slnko, blízkosť TOI-560c k nemu zabezpečuje silný žiarivý tok na povrchu TOI-560c. V skutočnosti by tento žiarivý tok bol 10-krát silnejší ako na Zemi. Ak by sme teoreticky vyslali vesmírnu sondu alebo inú kozmickú loď, môžeme sa spoľahnúť na ľahko dostupný zdroj energie využívajúci slnečnú energiu.
Aby sme lepšie pochopili správanie TOI-560c, rozhodli sme sa vypočítať výkon vyžarovaný jeho hostiteľskou hviezdou pomocou Stefanovho-Boltzmannovho zákona: 6,074×1025 W, čo je približne 5-krát menej ako v prípade Slnka.
Na základe týchto informácií sme vypočítali výkon, ktorý sa dostane na obežnú dráhu TOI-560c: 13 779 W/m2, čo je približne 10-krát viac ako žiarivý tok, ktorý dopadá na Zem.
Orbitálna rýchlosť a úniková rýchlosť
Obežná rýchlosť aj úniková rýchlosť TOI-560c sú približne 4-krát vyššie ako rýchlosť Zeme.
Hrubá obežná rýchlosť TOI-560c je 15 949,92 m/s a jej úniková rýchlosť je 22 556 m/s.
Zloženie
Na základe nášho výskumu si nie sme istí, či bude TOI-560c v budúcnosti klasifikovaná ako "Mini-Neptún" alebo "Super-Zem". Možno by mohla byť podobná susednej exoplanéte TOI-560b, teda Mini-Neptúnu, ktorý pomaly stráca svoju atmosféru v dôsledku slnečného vetra a stáva sa exoplanétou typu Super-Zem. Naše výpočty ukázali, že TOI-560c by mohla mať jadro podobné Super-Zemi pokryté atmosférou z vodíka a hélia.
TOI-560b je jednou zo 4 minineptún, ktoré NASA pozorovala a ktoré sa pomaly transformujú na superzeme. Vplyvom slnečného vetra tieto exoplanéty pomaly strácajú svoju atmosféru a zostávajú len skalnaté jadrá. Tieto zvyšky sa potom klasifikujú ako super-Zeme. Po tomto objave bola navrhnutá teória, že všetky alebo väčšina Mini-Neptún má jadro podobné Super-Zemi. Rozhodli sme sa, že sa pokúsime zistiť, či by takéto zloženie mohlo byť možné. Na tento účel sme vypočítali hustotu, ktorú by mal mať náš teoretický model, a porovnali sme ju s hustotou TOI-560c. Model pozostáva z typického skalnatého jadra podobného Super-Zemi s polomerom 1 REARTH a hustotou 5,51 g/cm3. a vrstvy s hustotou plynu, ktorá sa skladá z 80% vodíka a 20% hélia. Tá mala podľa odhadov hustotu približne 0,10772 kg/m3. Tým sme dostali teoretickú hustotu modulu 4,068 g/cm3 , ktorá je veľmi podobná skutočnej hustote TOI-560c. Preto sa domnievame, že táto teória je možná.
TOI-560c Závery
TOI-560c je fascinujúca exoplanéta, ktorá obieha okolo svojej hviezdy TOI-560. Podarilo sa nám získať celý rad cenných údajov, ako napríklad jej hustotu, žiarivý tok, obežnú vzdialenosť alebo obežnú dobu. TOI-560c aj TOI-560b sú dôležité objekty záujmu, ktoré vykazujú známky premeny z typu minineptúnov na typ superzemí. Ak by sa nám podarilo získať údaje zo spektroskopie, mohli by sme tieto exoplanéty ďalej skúmať a získať ďalšie údaje.