Projektgalleri 2023
Gymnasieelever från hela Europa blev exoplanetdetektiver med ESA och använde Cheops satellitdata för att avslöja mysterierna med två exoplanetmål: KELT-3b och TOI-560c.
Utforska projekten nedan.
Abyss Watchers
Vinnare av priset för bästa projekt
První soukromé jazykové gymnázium Hradec Králové - královéhradecký kraj Tjeckien 17 år gammal 2 /
TOI-560c
Projektbeskrivning för TOI-560c:
Abyss Watchers projekt är uppdelat i tre huvuddelar.
För det första, Introduktion - ett avsnitt där själva teamet presenteras och där vi definierar termer som kommer att användas under hela projektet. Några metoder för att upptäcka nya exoplaneter beskrivs också i detta avsnitt.
För det andra, Våra beräkningar - ett avsnitt som fokuserade på fyra av de fem tilldelade uppgifterna under hackathonet som huvudsakligen inkluderade matematiska beräkningar. I det här avsnittet beräknar vi TOI 560cs radie, omloppstid, avstånd från dess hemstjärna, massa, volym, densitet och omloppshastighet. Trots våra korrekta metoder var byråernas värden ibland lite annorlunda, främst på grund av att de hade förstklassig tillgång till sin egen avancerade vetenskapliga forskning och arkivdata. Trots att dessa faktorer påverkade slutresultaten var skillnaderna mellan våra och myndigheternas värden inte alltför stora och vissa var till och med små eller inga alls.
Slutligen, Ytterligare information - ett avsnitt som främst fokuserade på den sista uppgiften, det vill säga att ta reda på exoplanetens sammansättning. Eftersom mycket få beräkningar gjordes i detta avsnitt blev det en diskussion som gav tillräckliga argument för sina påståenden. Vi var dock inte nöjda med att bara beskriva TOI 560c utan ville gå djupare. Därför inkluderade vi även TOI 560-stjärnan och hela dess system, vilket ledde till mycket intressanta och anmärkningsvärda slutsatser.
Huvudresultatet av vårt arbete är en PDF-fil som skapats i LaTeX som en vetenskaplig forskningsrapport, noggrant indelad i avsnitt och underavsnitt samtidigt som den är så formellt skriven som möjligt. Litteratur och källor har också angivits och citerats.
TOI-560c Resultat och analys
Planetens radie
Med den inledande informationen om TOI 560c och dess stjärna från Cheops-satelliten var det inte så svårt att påbörja våra egna beräkningar. Med hjälp av ljuskurvan för TOI 560c kunde vi beräkna dess radie. Anledningen till detta är att djupet i exoplanetpassagen är lika med kvoten mellan ytan på planetens skiva och ytan på stjärnans skiva. Genom att mäta transitens djup och känna till stjärnans radie kan vi bestämma exoplanetens förhållande, med hänsyn till nedre och övre fel, till mellan 16594km och 16697km. Trots våra korrekta beräkningar gav Allesfitter-programmet andra resultat. Denna diskrepans kan antingen bero på att vi avrundade vissa värden i våra beräkningar eller på att Allesfitter kan ha använt en annan metod än vår.
Omloppstid och avstånd från hemstjärnan
Från arkivet med Cheops observationer bör omloppstiden för TOI 560c vara 18,8797 (i dagsenheter). Med hjälp av Keplers tredje lag kunde vi beräkna avståndet mellan TOI 560c och dess hemstjärna. Resultatet som vi fick är 0,1249 au (astronomiska enheter) vilket är en avvikelse på endast 0,0007 au från tabellvärdet som Allesfitter tillhandahöll. Detta sågs som en stor framgång för vår del.
Massa, volym och densitet
Tyvärr är det omöjligt att beräkna planetens massa med hjälp av transitmetoden, men andra metoder som radiell hastighet tillåter oss att göra det. Genom att ta detta värde från tabellen får vi värdet 9,7 (i enheter av jordens massa). För att beräkna exoplanetens volym antog vi att den har en perfekt sfärisk form, vilket gör att vi kan använda standardformeln för volymen av en sfär. Det värde vi fick var 1,47247 * 10^22 m^3. Om både planetens massa och volym är kända kan vi enkelt beräkna densiteten. Med hänsyn till de övre och nedre felen uppskattar vi att planetens densitet ligger i intervallet 3,244 g * cm^-3 och 4,664 g * cm^-3. För vidare beräkningar och diskussioner använde vi värdet på ungefär 3,9 g * cm^-3.
Orbital hastighet
För att kunna beräkna hastigheten för TOI 560c behövde vi först beräkna dess vinkelhastighet. Resultatet blev att vinkelhastigheten för TOI 560c är 3,8519 * 10^-6 rad * s^-1. Därefter multiplicerade vi helt enkelt detta värde med avståndet mellan TOI 560c och dess stjärna och fick banhastigheten 71,994 km * s^-1.
Planetens sammansättning
Även om det är omöjligt att vara helt säker på grundämnessammansättningen hos TOI 560c, finns det gott om ledtrådar som ger oss en hint om vad det skulle kunna vara. Till exempel tyder planetradiens beroende av dess massa på att planeten har en sammansättning som är lägre än rent vatten. Det finns därför två mest sannolika utfall. Antingen består planeten till största delen av vattenis och silikater eller så har den ett jordliknande inre och ett hölje av flyktigt väte där även helium ingår. Som framgår av insolationsgrafen ligger TOI 560c långt ovanför den så kallade "radiusdalen". Detta stöder också idén att planeten har ett flyktigt hölje.
TOI-560c Slutsatser
Sammanfattningsvis gjorde informationen från CHEOPS det möjligt för oss att skapa transitljuskurvan för TOI-560c, härleda dess omloppstid och avstånd från sin hemstjärna, beräkna dess massa, volym, densitet och omloppshastighet. Trots att vi lyckats beskriva de grundläggande egenskaperna hos TOI- 560c ville vi gräva djupare, inte bara i information om denna planet specifikt, utan även i information om dess hemstjärna och systemet i allmänhet. Allt förklaras i den uppladdade PDF-filen. Vi skulle starkt uppmuntra till att utföra ytterligare spektroskopi på båda exoplaneterna i TOI-560-systemet eftersom mer forskning kan utföras efteråt.
Stödjande filer:
