Galerija projektov 2023
Srednješolci iz vse Evrope so skupaj z ESA postali detektivi eksoplanetov in s pomočjo podatkov satelita Cheops razkrili skrivnosti dveh eksoplanetov: KELT-3b in TOI-560c.
Oglejte si spodnje projekte.
JOVAAS
Dobitnik nagrade za najboljši projekt
Astronomsko društvo Sabadell Sabadell - Katalonija Španija 18 let, 17 let, 16 let 4 / 1
TOI-560c
Opis projekta TOI-560c:
V okviru hekatona Hack an Exoplanet Hackathon smo analizirali podatke, ki nam jih je posredovala ESA, in raziskali eksoplanet TOI-560c. Z analizo prilagojenih tranzitnih svetlobnih krivulj, ki jih je zagotovil teleskop CHEOPS, smo ugotovili, da ima TOI-560c polmer 2,66 Zemljinega in maso 9,70 Zemljine mase. To razkriva, da je ta eksoplanet tipa superzemlja. Poleg tega smo z avtomatskim prilagajanjem tranzitne svetlobne krivulje, ki ga je omogočila programska oprema Allesfitter, dobili orbitalno periodo 18,88 dneva. Za izračun razdalje med TOI-560c in njegovo gostiteljsko zvezdo smo uporabili Keplerjev tretji zakon. Naši rezultati kažejo razdaljo 0,125 AU, kar pomeni, da je glede na vroče temperature okoli 225ºC možnost, da bi na površini našli tekočo vodo, zelo majhna. Nazadnje smo izračunali gostoto planeta s pomočjo formule za gostoto. Tako smo lahko ocenili, da je gostota planeta TOI-560c približno 3,89 g/cm^3. Ta določitev gostote kaže, da je planet nekoliko lažji od Marsa, vendar gostejši od plinskih velikanov v našem osončju. Glede na dobljene vrednosti gostote planeta TOI-560c domnevamo, da je sestavljen iz kamnitih materialov, kot sta železo ali ogljik.
TOI-560c Rezultati in analiza
Z vsemi posredovanimi podatki je naša ekipa uspešno rešila skrivnost Toi-560c. Najprej smo v programu Allesfitter prilagodili posredovano tranzitno svetlobno krivuljo, da bi pridobili podatke o zvezdi in planetu. Po pridobitvi podatkov iz programa Allesfitter smo začeli z analizo rezultatov.
Velikost
Najprej smo po naslednji formuli izračunali polmer planeta:
Tranzitna globina (%) = (π R_planeta^2) / (π R_zvezda^2) * 100
Globino tranzita smo našli v grafiki, ki jo je pripravil Allesfitter. Kot vrednost tranzitne globine smo izbrali 0,14%.
Slika 1 Preglednica tranzitne svetlobne krivulje TOI-560c
Polmer planeta smo določili na naslednji način:
R_TOI-560c = √ (globina tranzita (%) * R_star^2 / 100) = √ (0,14 * (0,65 * R_sun)^2 / 100)= √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100)
Po zamenjavi smo dobili naslednje rezultate:
R_TOI-560c = √ (0,14 * (4,53792 x 10^8 m)^2 / 100) = 1,697934189... x 10^7 m ≈ 2,66 R_earth
Na podlagi teh rezultatov smo sklepali, da je TOI-560c superzemlja, saj je njen polmer približno dvakrat večji od Zemljinega.
Orbitalno obdobje in razdalja
Vrednost orbitalne periode lahko poiščemo v tabeli, ki jo je pripravil Allesfitter, dneve pa moramo pretvoriti v sekunde.
Slika 2 Preglednica z informacijami, ki jih zagotavlja vgradnja v sistemu Allesfitter.
T = 18,8797 dni = 1,6312 x 10^6 s
V tej formuli moramo uporabiti maso zvezde, ki mora biti prav tako v kilogramih. Maso zvezde lahko poiščemo v datoteki primerov.
Slika 3 Informacije o zvezdi, najdene v spisu zadeve
M = 0,73 * M_sun = 1,4515 x 10^30 kg
Naslednji korak je bil izračun razdalje do njene zvezde. Za rešitev tega problema smo uporabili tretji Keplerjev zakon:
T^2 = (4π^2 / GM) * d^3
Nato smo iz formule izločili razdaljo:
d^3 = T^2 * (GM / 4π^2)
Ko smo spremenili te enote, smo zamenjali vrednosti in dobili naslednji 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
Na podlagi teh podatkov smo ugotovili, da je ta planet zaradi majhne oddaljenosti od svoje zvezde potencialno nenaseljen. Ta razdalja pomeni zelo visoke temperature in zelo majhno možnost, da bi našli tekočo vodo.
Temperatura in primernost za bivanje
Kot je razvidno iz tega diagrama, ima TOI-560c temperature nad 200 ºC. V dokumentaciji je zapisano, da je temperatura približno 225 ºC.
Slika 4 Diagram s temperaturami in oddaljenostmi različnih planetov od njihovih zvezd, ki jih najdete v videoposnetku Korak 4.
Ta temperatura je lahko posledica bližine zvezde, saj je oddaljena le 0,125 AU, kot smo izračunali prej. Zato menimo, da je ta planet neprimeren za bivanje, saj je zaradi njegove izjemne vročine obstoj tekoče vode zelo otežen, poleg tega pa se na tej razdalji ne bi mogel upreti vročini in sevanju, ki ga oddaja zvezda.
Gostota in sestava
Zadnja stvar, ki smo jo morali preveriti, je bila gostota in sestava zvezde.
Najprej smo imeli formulo za gostoto:
ρ = MV
Nato maso nadomestimo z maso planeta, prostornino pa s prostornino planeta.
ρ_planeta = M_planeta / (4πR_planeta^3 / 3) = 9,70*M_zemlja / (4π (1,697934189 x 10^7 m) / 3) = 3,89281 x 10^3 kg / m^3
ρ_TOI-560c = 3,89281 g / cm^3
Vidimo lahko, da je gostota TOI-560c nekoliko manjša od gostote Marsa, saj je tokrat 3,93 g/cm3.
Kot piše v spisu, domnevamo, da je TOI-560c mini Neptun ali superzemlja, vendar ne moremo potrditi njegove sestave. Če pogledamo sestavo tovrstnih planetov, lahko pričakujemo, da je TOI-560c skalnat planet, ki ga tvorita predvsem silicij in kisik. Tem elementom se lahko pridružijo še drugi, vključno z aluminijem, železom, magnezijem ali kalcijem.
TOI-560c Sklepi
Zaključimo lahko, da TOI-560c ni primerna za bivanje zaradi visoke temperature, ki je verjetno posledica majhne razdalje do njene zvezde. Njegova orbitalna perioda je veliko hitrejša od Merkurjeve, njegova gostota pa je nekoliko manjša od Marsove. Njegov polmer je skoraj dvainpolkrat večji od zemeljskega, njegova masa pa je skoraj polovica Neptunove. Njegove sestave ne moremo natančno poznati, zdi se, da gre za planet velikosti mini Neptuna, vendar sklepamo, da ga v osnovi tvorijo kamnine, saj imajo kamnine običajno gostoto 2,5 ∼ 3 g / cm^3, zato domnevamo, da je sestavljen iz kamnin in majhnega kovinskega jedra, dokler ni mogoče pridobiti podatkov o sestavi.
Podporne datoteke:
