Exoplaneter 2

Hvilke planeter har den rette temperatur?

Efter modulet bør du kunne:

udføre forsøg til at undersøge størrelsen af de beboelige zone (Guldlokzonen) omkring en stjerne
forklare teorien om afstandskvadratloven herunder begrebet intensitet

Lektie: Læs siden herunder. Opgaver og forsøg laves i modulet

Dagens plan:

Kort opsamling på lektien og forklaring af figuren til højre
Udførsel af forsøg, databehandling og opgaver
Opsamling på om hvilke stjerner vi mon kan forvente at finde flest planeter med mulighed for liv.

FIguren viser hvordan lysenergien spredes over et større og større areal, når man bevæger sig væk fra pæren. Arealet vokser med kvadratet på afstanden.

Den beboelige zone

Den beboelige zone er et område omkring en stjerne, hvor temperaturen er lige tilpas, til at der kan eksistere flydende vand og hvor betingelserne er til stede for liv som vi kender det. Dette område kaldes også for Guldlok-zonen, efter eventyret, idet der ikke er for varmt eller koldt, men derimod lige tilpas.

Placeringen af den beboelige zone afhænger af effekten af en stjerne. Dvs. hvor meget energi stjernen udsender pr. sekund. Effekten er en størrelse, der måles i enheden Watt. Solens effekt er eksempelvis PSolen = 3,827 ⋅ 1026 W.

En stjerne er som bekendt kugleformet, og det betyder, at den udsender lys i alle retninger. Derfor skal strålingen fordeles over en kugles overfladeareal. Så den stråling man modtager fra en stjerne i afstanden r er bestemt til

hvor r er afstanden fra stjernen og P er stjernens effekt. Denne sammenhæng kendes også som afstandskvadratloven. Her kan man se at jo større effekt at stjernen, jo større intensitet samt at jo større afstand fra stjernen, jo mindre intensitet.

Opgaver

Opg. 1

Hvis vi isolerer afstanden r i afstandskvadratloven får vi udtrykket

Ved at anvende den øvre og nedre for intensiteten, skal du finde afstandene fra Solen, som udgør den beboelige zone i vores Solsystem. Vis at den beboelige zone i vores Solsystem er

Ved at bruge formlen til både at regne den tætteste og længste afstand fra Solen, som muliggør flydende vand.
Svarende står herover angivet i både enheden lysminutter og astronomiske enheder.

Opg. 2

Undersøg om Venus og Mars er beboelige.
Inddrag både deres afstand til Solen og svaret fra opg. 1 samt andre faktorer som kan påvirke mulighed for at overleve på planeten.

Forsøg

Opstil et forsøg hvor I med et pyranometer (Intensitetsmåler) kan måle hvordan intensiteten ændres, når man ændrer afstanden til stjernen.
I forsøget vil en alm. lyspære fungere som stjerne og pyranometeret vil fungere som exoplanet.

Tag mindst 5 samhørende målinger af afstande mellem stjerne/exoplanet og intensiteten og foretag en potensregression på jeres data. Tag gerne et datapunkt hver for hver 2. cm.

Undersøg hvor bred livszonen er i jeres forsøg
Benyt formlen for r under opgaver til at beregne hvor jeres livszone i forsøget bør være. I bør aflæse effekten på pæren.
Hvad forventer I at b og a skal være i funktionsforskriften i din regression?
Beskriv væsentlige fejlkilder i forsøget
Hvis der er tid, så udfør forsøget med en anden pære, som har en anden effekt. Evt. kan man sammenligne med en anden gruppe, som har anvende en anden type pære.

Simuleringen herunder viser hvad vi forventer omkring Guldlokzonen.

Intensiteten aftager med kvadratet på afstanden. Dvs. som en potensfunktion med eksponenten a = - 2.
Jo større effekt af en stjerne, jo bredere en Guldlokzone kan der eksistere

Page updated

Report abuse