Elever påviser eksoplaneter

Elevgruppen med NOT i bakgrunnen. Fra venstre: Willong Zhao, Iver Oknes, Helene Fjeldstad, Didrik Nohre Lønvik, Sindre Herstad. Foto: Jan Kåre Trandem Qvam. Foto: Jan Kåre Qvam

Publisert:

18.06.2019

Oppdatert:

18.08.2020

Fem elever ved forskerlinja på Horten videregåendeskole undersøkte eksoplaneter med Nordisk Optisk Teleskop på Kanariøyen La Palma.

Skolekurset i Observasjonsastronomi ble opprettet i faget Teknologi og forsknigslære-2 (TOF2) på Horten videregående skole, og er tiltenkt elever med meget sterk interesse for astronomi. Siden 2013 har kursene inneholdt en ekskursjon til La Palma der elevene fra Horten og faglærer Jan Kåre T. Qvam utfører observasjoner ved det 2.56-meter store Nordisk Optisk Teleskop(NOT). 

Denne gangen var målet med turen å bekrefte en eksoplanetformørkelse. Dette ble bekreftet utfra elevenes observasjoner 16 oktober 2018 ved NOT, og et etterarbeid før endelig innlevering av rapport i januar 2019. Slik opplevde de årets forskning.

Møt de fem "unge forskerne"

Årets "unge forskere" hadde forhørt seg om dette skoleprosjektet gjennom faglæreren og tidligere elever som har vært med på prosjektet før. Iver Oknes, 18 år, interesse for datateknologi, teknologi generelt, fysikk & matematikk. Sindre Herstad, 18 år, Historie, videospill, teknologi og forskning. Didrik Nohre Lønvik, 18 år, interesse for matematikk, fysikk og teknologi. Willong Zhao, 18 år, interesse for teknologi, matte, arkitektur, anvendt mattematikk. Helene Fjeldstad, 18 år, interesse for klima, fornybar energi, geofysikk.

I utgangspunktet startet tilbudet for skolens elever men vi har også hatt elever fra andre skoler som har deltatt og gjennomført kurset i forbindelse med deres eget prosjekt i teknologi og forskerfaget, sier faglærer Qvam.

Prosjektene er basert på samarbeid mellom skolen og ulike forskergrupper. Kursene er lagt opp på en slik måte at selve undersøkelsene er forskningsaktuelle samtidig som det faglige nivået er tilpasset nivå videregående skole trinn 3 og med god dekning av de ulike kompetansemålene

Gjennomføre en vitenskapelig undersøkelse der også praktisk arbeid med observasjoner også inngår som en betydelig del av arbeidet. Belyse spesielt variabelkontroll, valg av forskningsdesign, bruk av statistikk, analyse samt presentasjon av resultatene.  Dekker meget godt flere kompetansemål i læreplanen for TOF2 under hovedområdet: «den unge forskeren» og «naturvitenskapelige arbeidsmetoder», forklarer Qvam.

I forkant av ekskursjonen får elevene undervisning i teori (astronomi, måleteknikk, halvlederteknologi, statistikk og metode) samt øvingsobservasjoner ved et 0.5m teleskop plassert i  et observatorium på Nykirke utenfor Horten.

På jakt etter eksoplaneten KOI 0401.01

Gjennom de siste årene har tema i undersøkelsene variert fra søkeprogram etter nye variable kompakte stjerner (i samarbeid med Prof. Erika Pakstiene, Universitetet  i Vilnius), høyoppløst spektroskopi med målinger av radialhastigheter i forbindelse dobbeltstjernesystemer til kosmologi (gravitasjonslinser, i samarbeid med Håkon Dahle ITA, UiO).  Årets prosjekt (2018) var å bekrefte en eksoplanetformørkelse. 

– Observere en eksoplanetformørkelse, bestemme tidspunkt  for formørkelsens start, middel og slutt, påpeker studentene.

En formørkelse registreres ved hjelp av fotoelektriske målinger der man over tid registrerer en mikroskopisk svekkelse i lyset fra stjernen idet planeten passerer foran sett fra jorden, (formørkelsesmetoden). Det aktuelle objektet KOI 0401.01 har en lysstyrke på magnitude 14,5 og svekkelsen av lyset er ca. 4 promille av lysstyrken. Dette er såpass lite at det er nødvendig med et stort teleskop for å gjøre tett med målinger (korte eksponeringer med detektoren) og samtidig samle mye lys fra objektet i hver enkelt måling.

– Oppgaven ble gjennomført med hjelp av differensialfotometri ved Nordisk Optisk Teleskop. Vi korrigerte så observasjonene for påvirkning av atmosfæren. Benyttet først en statistisk test for å avgjøre om formørkelsen var tydelig/signifikant sammenliknet med usikkerheten i målingene. Deretter brukte vi den ferdige behandlede lyskuven til å bestemme formørkelsens tidspunkt, forklarer de.

Elevenes oppgave angår spørsmålet om det den aktuelle kvelden inntreffer en formørkelse. Betydningen av tidspunktene sammenliknet med tidligere observasjoner er derimot kun relevant for astronomene som som følger dette eksoplanetsystemet over tid. Observasjonene fra 16 oktober kan sammen med mange andre observasjoner av samme eksoplanet påvise flere planeter i systemet. Elevens arbeid i ettertid har vært å korrigere tidsserien fra formørkelsen for bl.a. atmosfærisk påvirkning samt å tidfeste selve formørkelsen sammen med å angi usikkerheter i måleserien. Elevgruppen leverer en sluttrapport i januar i år.

 

Les mer i artikkel på UIOs nettsider.