Projekt Galéria 2023

JOVAAS

 Víťaz ceny za najlepší projekt
Astronomická spoločnosť Sabadell  Sabadell - Katalánsko    Španielsko 18 rokov, 17 rokov, 16 rokov   4 / 1

TOI-560c

Opis projektu TOI-560c:

V rámci Hack an Exoplanet Hackathon sme analyzovali údaje, ktoré nám poskytla ESA na preskúmanie exoplanéty TOI-560c. Analýzou prispôsobených svetelných kriviek tranzitov poskytnutých teleskopom CHEOPS sme zistili, že TOI-560c má polomer 2,66 Zemského polomeru a hmotnosť 9,70 Zemských hmotností. Z toho vyplýva, že táto exoplanéta je typu super-Zem. Okrem toho sme získali obežnú dobu 18,88 dňa pomocou automatického prispôsobenia svetelnej krivky tranzitu, ktoré uľahčil softvér Allesfitter. Následne sme využili tretí Keplerov zákon na výpočet vzdialenosti medzi TOI-560c a jej hostiteľskou hviezdou. Naše výsledky ukazujú vzdialenosť 0,125 AU, čo naznačuje, že možnosť nájdenia kvapalnej vody na jej povrchu je veľmi nízka vzhľadom na jej horúce teploty okolo 225 ºC. Nakoniec sme vypočítali hustotu planéty pomocou vzorca pre hustotu. To nám umožnilo odhadnúť, že TOI-560c má hustotu približne 3,89 g/cm^3. Toto určenie hustoty naznačuje, že planéta je o niečo ľahšia ako Mars, ale hustejšia ako plynní obri prítomní v našej slnečnej sústave. Vzhľadom na hodnoty, ktoré sme získali pre hustotu TOI-560c, predpokladáme, že je zložená z kamenných materiálov, ako je železo alebo uhlík.

TOI-560c Výsledky a analýza

Vďaka všetkým poskytnutým údajom náš tím úspešne vyriešil záhadu Toi-560c. Najskôr sme v programe Allesfitter upravili poskytnutú svetelnú krivku tranzitu, aby sme získali informácie o hviezde a planéte. Po získaní údajov z programu Allesfitter sme začali s analýzou výsledkov.
Veľkosť
Najskôr sme vypočítali polomer planéty podľa nasledujúceho vzorca:
Tranzitná hĺbka (%) = (π R_planeta^2) / (π R_hviezda^2) * 100
Tranzitnú hĺbku sme našli v grafike, ktorú poskytla spoločnosť Allesfitter. Ako hodnotu tranzitnej hĺbky sme vybrali 0,14%.

Obr.1 Tabuľka tranzitnej svetelnej krivky TOI-560c

Polomer planéty sme izolovali nasledujúcim spôsobom:
R_TOI-560c = √ (tranzitná hĺbka (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Po zámene sme dospeli k nasledujúcim výsledkom:

R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_earth

Na základe týchto výsledkov sme dospeli k záveru, že TOI-560c je superzemou, pretože jej polomer je viac-menej dvakrát väčší ako polomer Zeme.

 
Orbitálna perióda a vzdialenosť
Hodnotu obežnej doby nájdeme v tabuľke, ktorú nám poskytol Allesfitter, a musíme prepočítať dni na sekundy.

Obr.2 Tabuľka s informáciami, ktoré poskytuje kovanie v systéme Allesfitter.
T = 18,8797 dňa = 1,6312 x 10^6 s
V tomto vzorci musíme použiť hmotnosť hviezdy, ktorá musí byť tiež v kilogramoch. Hmotnosť hviezdy môžeme nájsť v súbore prípadov.

Obr. 3 Informácie o hviezde nájdené v spise
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Ďalším krokom bolo vypočítať vzdialenosť k jeho hviezde. Na vyriešenie tohto problému sme použili tretí Keplerov zákon:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Potom sme zo vzorca vyčlenili vzdialenosť:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Po zmene týchto jednotiek sme nahradili hodnoty a dosiahli ďalší výsledok:
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
Na základe týchto informácií sme dospeli k záveru, že táto planéta je potenciálne neobývateľná kvôli svojej malej vzdialenosti od hviezdy. Táto vzdialenosť zahŕňa naozaj vysoké teploty a veľmi nízku možnosť nájdenia tekutej vody.

 
Teplota a obývateľnosť 
Ako vidíme na tomto grafe, TOI-560c má teploty nad 200 ºC. V súbore prípadov je napísané, že teplota je viac alebo menej 225 ºC.

Obr.4 Diagram s teplotami a vzdialenosťami rôznych planét od ich hviezd, ktoré boli nájdené vo videu Krok 4.

Táto teplota môže byť spôsobená jej blízkosťou k hviezde, keďže sa nachádza len vo vzdialenosti 0,125 AU, ako sme vypočítali predtým. Preto túto planétu považujeme za neobývateľnú, pretože jej extrémne teplo veľmi sťažuje existenciu kvapalnej vody a v tejto vzdialenosti by sme nemohli odolať teplu a žiareniu, ktoré hviezda vyžaruje.

 
Hustota a zloženie
Poslednou vecou, ktorú sme museli skontrolovať, bola hustota a zloženie hviezdy.

Najskôr sme mali vzorec hustoty:
ρ = MV
Potom nahradíme hmotnosť hmotnosťou planéty a objem objemom planéty.
ρ_planéta = M_planéta / (4πR_planéta^3 / 3) = 9,70*M_zeme / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Vidíme, že hustota TOI-560c je o niečo ľahšia ako hustota Marsu, ktorá je v tomto druhom prípade 3,93 g/cm3.

Ako sa píše v spise, predpokladáme, že TOI-560c je mini Neptún alebo super Zem, ale jej zloženie nemôžeme potvrdiť. Hoci, ak sa pozrieme na zloženie tohto typu planét, môžeme očakávať, že TOI-560c je kamenná planéta, tvorená najmä kremíkom a kyslíkom. Tieto prvky môžu byť doplnené ďalšími, vrátane hliníka, železa, horčíka alebo vápnika.

TOI-560c Závery

Na záver môžeme potvrdiť, že TOI-560c nie je pre nás obývateľná kvôli svojej horúcej teplote, ktorá je pravdepodobne spôsobená malou vzdialenosťou od jej hviezdy. Jej obežná doba je oveľa rýchlejšia ako Merkúra a jej hustota je o niečo nižšia ako hustota Marsu. Má polomer takmer dva a pol násobku pozemského polomeru s hmotnosťou takmer polovice hmotnosti Neptúna. Nemôžeme presne poznať jej zloženie, zdá sa, že je to planéta veľkosti mini Neptúna, ale usudzujeme, že je v podstate tvorená horninami, keďže horniny majú zvyčajne hustotu 2,5 ∼ 3 g / cm^3, takže predpokladáme, že je zložená z hornín a malého kovového jadra, kým sa nepodarí získať údaje o zložení.

Sprievodné súbory:

• Obr2.png
• Obr.3.png
• Obr4.png
• Obr.1-1.png
• titulná strana-1.png