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.
Abyss Watchers
Dobitnik nagrade za najboljši projekt
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Češka republika 17 let 2 /
TOI-560c
Opis projekta TOI-560c:
Projekt Opazovalci brezna je razdeljen na tri glavne dele.
Najprej uvod - poglavje, v katerem predstavimo ekipo in opredelimo izraze, ki se bodo uporabljali v celotnem projektu. V tem razdelku so opisane tudi nekatere metode odkrivanja novih eksoplanetov.
Drugič, Naši izračuni - razdelek, ki se osredotoča na štiri od petih nalog, dodeljenih med hackathonom, ki so večinoma vključevale matematične izračune. V tem razdelku smo izračunali polmer TOI 560c, njegovo orbitalno periodo, razdaljo od matične zvezde, maso, prostornino, gostoto in orbitalno hitrost. Kljub našim pravilnim metodam so bile vrednosti agencij včasih nekoliko drugačne, predvsem zaradi dejstva, da so imele prvovrstni dostop do lastnih naprednih znanstvenih raziskav in arhivskih podatkov. Kljub tem dejavnikom, ki so vplivali na končne rezultate, razlike med našimi in agencijskimi vrednostmi niso bile pretirano velike, nekatere pa so bile celo majhne ali celo nobene.
Na koncu so dodatne informacije - razdelek, ki se osredotoča predvsem na zadnjo nalogo, to je ugotavljanje sestave eksoplaneta. Ker je bilo v tem razdelku opravljenih zelo malo izračunov, je postal razprava, ki je zagotovila dovolj argumentov za svoje trditve. Vendar pa nismo bili zadovoljni zgolj z opisom TOI 560c in smo se želeli poglobiti. Tako smo vključili tudi zvezdo TOI 560c in njen celoten sistem, kar je privedlo do zelo zanimivih in omembe vrednih ugotovitev.
Glavni rezultat našega dela je datoteka PDF, izdelana v LaTeXu, ki je bila izdelana kot znanstveno-raziskovalno delo, temeljito razdeljena na poglavja in podpoglavja, hkrati pa je napisana kar se da formalno. Navedena je bila tudi literatura in viri, ki so bili prav tako citirani.
TOI-560c Rezultati in analiza
Polmer planeta
Ker nam je prve podatke o TOI 560c in njeni zvezdi že posredoval satelit Cheops, ni bilo težko začeti z lastnimi izračuni. S pomočjo tranzitne svetlobne krivulje TOI 560c smo lahko izračunali njen polmer. Razlog za to je, da je globina tranzita eksoplaneta enaka razmerju med površino diska planeta in površino diska zvezde. Z merjenjem globine tranzita in poznavanjem polmera zvezde smo lahko določili razmerje med eksoplanetom, pri čemer smo upoštevali spodnjo in zgornjo napako, in sicer med 16594 km in 16697 km. Čeprav so bili naši izračuni pravilni, je program Allesfitter dal drugačne rezultate. Razlika je lahko posledica zaokroževanja nekaterih vrednosti v naših izračunih ali pa dejstva, da je program Allesfitter morda uporabil drugačno metodo kot mi.
Obhodna doba in razdalja od matične zvezde
Iz arhiva Cheopsovih opazovanj je razvidno, da bi orbitalna perioda TOI 560c morala biti 18,8797 (v enotah dni). Z uporabo Keplerjevega tretjega zakona smo lahko izračunali razdaljo med TOI 560c in njeno matično zvezdo. Rezultat, ki smo ga dobili, je 0,1249 au (astronomske enote), kar je le 0,0007 au razlike od tabelarične vrednosti, ki jo je navedel Allesfitter. To je bil za nas velik uspeh.
Masa, prostornina in gostota
Na žalost je s tranzitno metodo nemogoče izračunati maso planeta, vendar nam to omogočajo druge metode, kot je radialna hitrost. Če vzamemo to vrednost iz tabele, dobimo vrednost 9,7 (v enotah mase Zemlje). Za izračun prostornine eksoplaneta smo predpostavili, da ima popolnoma kroglasto obliko, kar nam omogoča uporabo standardne formule za prostornino krogle. Dobili smo vrednost 1,47247 * 10^22 m^3. Če sta znani tako masa kot prostornina planeta, lahko zlahka izračunamo gostoto. Če upoštevamo zgornjo in spodnjo napako, ocenimo, da je gostota planeta v razponu med 3,244 g * cm^-3 in 4,664 g * cm^-3. Za nadaljnje izračune in razpravo smo uporabili vrednost približno 3,9 g * cm^-3.
Orbitalna hitrost
Da bi lahko izračunali hitrost TOI 560c, smo morali najprej izračunati njegovo kotno hitrost. Rezultat je bil, da je kotna hitrost TOI 560c 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Nato smo to vrednost preprosto pomnožili z razdaljo med TOI 560c in njegovo zvezdo in dobili orbitalno hitrost 71,994 km * s^-1.
Planetarna sestava
Čeprav je nemogoče biti povsem prepričan o elementni sestavi TOI 560c, obstaja veliko sledi, ki nam nakazujejo, kaj bi to lahko bil. Na primer, odvisnost polmera planeta od njegove mase nakazuje, da je planet pod sestavo čiste vode. Zato obstajata dva najverjetnejša izida. Ali je planet sestavljen pretežno iz vodnega ledu in silikatov ali pa ima Zemlji podobno notranjost in hlapno vodikovo ovojnico, v kateri je prisoten tudi helij. Kot kaže graf osončenosti, leži TOI 560c daleč nad tako imenovano "dolino radija". Tudi to potrjuje domnevo, da ima planet hlapno ovojnico.
TOI-560c Sklepi
Na podlagi podatkov, ki jih je zagotovil CHEOPS, smo lahko izdelali svetlobno krivuljo tranzita TOI-560c, določili njeno obhodno obdobje in razdaljo od matične zvezde, izračunali njeno maso, prostornino, gostoto in obhodno hitrost. Kljub uspešnemu opisu osnovnih značilnosti planeta TOI-560c smo se želeli poglobiti ne le v podatke o tem planetu, temveč tudi v podatke o njegovi matični zvezdi in sistemu na splošno. Vse je razloženo v naloženi datoteki PDF. Zelo bi spodbujali izvedbo nadaljnje spektroskopije obeh eksoplanetov sistema TOI-560, saj bi po njej lahko opravili več raziskav.
Podporne datoteke:
