Mini izziv
RAVEN ZA ZAČETNIKE
od 12 do 18 let
Zaključite to preiskavo.
in ugotovite, kako analizirati satelitske podatke, da odkrijete velikost in orbito
eksoplanetov in postanite pravi detektiv za eksoplanete.
Vprašanje 1
Eksoplaneti so planeti, ki krožijo okoli zvezd, ki niso naše Sonce. Odkrili smo že več kot 5000 eksoplanetov, vendar jih je težko odkriti, saj je njihov signal majhen v primerjavi z veliko večjim signalom, ki prihaja od njihovih večjih in svetlejših gostiteljskih zvezd.
Kako odkrivamo eksoplanete?
Izberite ena ali več možnosti.
- Z neposrednim opazovanjem eksoplanetov
- S potovanjem do eksoplanetov
- Z merjenjem sprememb v gibanju gostiteljske zvezde
- Z merjenjem sprememb v svetlobi, ki jo dobimo od zvezde
- Z neposrednim opazovanjem eksoplanetov
- Z merjenjem sprememb v gibanju gostiteljske zvezde
- Z merjenjem sprememb v svetlobi, ki jo dobimo od zvezde
Vprašanje 2
Ena od metod za odkrivanje eksoplanetov je tranzitna fotometrija. Eksoplanet odkrijemo tako, da izmerimo zatemnitev svetlobe zvezde, ko eksoplanet preide med zvezdo in teleskopom. To se imenuje prehod eksoplaneta.
A svetlobna krivulja je meritev svetlobe gostiteljske zvezde v določenem časovnem obdobju. Velikost padca svetlobne krivulje zvezde med tranzitom eksoplaneta se imenuje globina tranzita.
Kakšna je globina prehoda na svetlobni krivulji na sliki 1?
Izberite ena možnost.
- 10%
- 1%
- 8%
- 0.8%
Vprašanje 3
Zdaj analizirajmo pravo svetlobno krivuljo zvezde KELT-3. Podatke je januarja 2023 pridobil ESA-jev satelit Cheops.
Analizirajte svetlobno krivuljo. Izmerite globino prehoda eksoplaneta KELT-3b in ocenite njegov polmer s pomočjo spodnje enačbe.
\text{radij planeta} \aprox \sqrt{\text{radij zvezde}^2 × \frac{\text{globina prehoda}}{100\%}}
Polmer zvezde KELT-3 je 1,7-krat večji od polmera Sonca.
Kakšen je polmer eksoplaneta KELT-3b?
Izberite ena možnost.
- Približno 0,16-kratnik polmera Sonca
- Približno 1,6-kratnik polmera Sonca
- Približno 0,43-kratnik polmera Sonca
- Približno 0,04-kratnik polmera Sonca
Pravilen odgovor je 0,16-krat de polmer Sonca.
Podrobno preglejmo izračun:
Slika 2a: Podatki KELT-3b iz Cheopsa z najboljšim modelom tranzitne svetlobne krivulje iz allesfitter z oceno globine tranzita.
Polmer zvezde KELT-3 je znan in naveden:
\thickspace \thickspace \text{radij zvezde} = 1,7 × \text{radij Sonca}
Z analizo podatkov o Cheopsu lahko izmerimo, da je globina prehoda približno 0.9\% (Slika 2a).
Uporabite enačbo:
\thickspace \thickspace \text{radius planeta} \aprox \sqrt{\text{radij zvezde}^2 × \frac{\text{globina prehoda}}{100\%}}
\thickspace \thickspace \text{radius planeta} \aprox \sqrt{{(1,7 × \text{radij Sonca} )}^2 × \frac{0,9\%}{100\%}}
\thickspace \thickspace \text{radius planeta} \približno 0,16 × {\text{radij Sonca}}
To vrednost lahko primerjate tudi z Zemljo, tako da jo pretvorite v enote Zemljinega polmera.
\thickspace \thickspace \text{radij Sonca} \približno 109 × \text{radij Zemlje}
\thickspace \thickspace \text{radius planeta} \približno 0,16 × 109 \približno 17,44 × \text{radij Zemlje}
Vprašanje 4
Kakšna je obhodna doba tega eksoplaneta?
Izberite ena možnost.
- 1 dan
- 1,5 dneva
- 2 dni
- 2,5 dneva
Pravilna možnost je 2 dni.
Vprašanje 5
Zdaj ste pripravljeni na interpretacijo izmerjene svetlobne krivulje K2-141. Podatke je septembra 2023 pridobil ESA-jev satelit Cheops.
Analizirajte svetlobno krivuljo na sliki 4. Opišite, katere informacije lahko pridobite iz tega niza podatkov.
Dodatne informacije: Polmer zvezde K2-141 je 0,7-krat večji od polmera Sonca.
Ali vidite kaj nenavadnega v zapletu?
Razložite svoja opažanja.
Vprašanje 6
Eksoplaneti so zelo raznoliki, imajo lahko različne velikosti, mase in temperature. Razdelimo jih lahko v različne vrste, tako da njihove lastnosti povežemo s planetoidi v našem osončju.
Analizirajte značilnosti vseh spodnjih planetov in eksoplanetov. Povežite tip vsakega eksoplaneta z njegovim imenom.
-
Vroči Jupiter
-
Mini Neptun
-
Superzemlja
-
K2-141b
-
KELT-3b
-
TOI-560c
Zemlja
\footnotesize \text{radius} = 1 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 1 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperature} = 15 \stopinj C
Jupiter
\footnotesize \text{radius} = 11,21 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 317,8 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperatura} = -110\stopinj C
Neptun
\footnotesize \text{radius} = 3,88 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 17,1 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperature} = -200\stopinj C
KELT-3b
\footnotesize \text{radius} = 17,5 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 617 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperature} = 1543 \degree C
TOI-560c
\footnotesize \text{radius} = 2,4 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 10 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperature} = 225 \degree C
K2-141b
\footnotesize \text{radius} = 1,5 × \text{radius Zemlje} \footnotesize \text{masa} = 5 × \text{masa Zemlje} \footnotesize \text{temperature} = 1830 \degree C
Temperatura se nanaša na povprečno temperaturo na površju planeta.
Velikost planetov in eksoplanetov ni v merilu.
Pravilna rešitev je:
- Vroči Jupiter - KELT-3b
- Mini Neptun - TOI-560c
- Superzemlja - K2-141b
Vprašanje 7
Danes je Zemlja edina lokacija v vesolju, za katero vemo, da na njej obstaja življenje. Najstarejši datirani fosili na planetu Zemlja so stari 3,7 milijarde let. Ko je na našem planetu prvič nastalo življenje, so bile razmere zelo drugačne.
Ali menite, da bi lahko življenje obstajalo na katerem koli od treh prej naštetih eksoplanetov?
Pojasnite, zakaj.
Nadaljujte z raziskovanjem in podrobno analizirajte podatke o Cheopsu iz planetarnih sistemov KELT-3b, TOI-560c ali K2-141.
