Curvas de Luz de Planetas Enanos Helados

Curvas de Luz de Planetas Enanos Helados

Curvas de Luz de Planetas Enanos Helados
Santiago Roland 1,2 , Sebastian Bruzzone 1,2 , Priscilla Nowajewski 3, Gonzalo Tancredi 2,1 , Luis Barrrera 4
Mariana Martinez 1, Paulina Troncoso 5, Sergio Vasquez 5
[1] ­ Observatorio Astronomico Los Molinos, MEC, Uruguay
[2] ­ Departamento de Astronomía, Facultad de Ciencias, Montevideo, Uruguay
[3] ­ Depto. de Astronomía, Universidad de Chile, Chile
[4] ­ Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación, Santiago, Chile
[5] – Universidad Católica, Santiago, Chile Introducción
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Planetas Enanos: Nueva categoría introducida por la IAU para objetos del Sistema Solar. (Los Planetas Enanos Helados recientemente han sido denominados: Plutoides)
Los Planetas Enanos son objetos en equilibrio hidrostático
La forma y estado rotacional puede ser utilizado para calcular limites en parámetros como la densidad.
Tancredi & Favre (2008) han propuesto un método para clasificarlos en base a su tamaño y forma (esta ultima deducida a partir de la curva de luz)
Existen unos ~40 candidatos de los cuales no se tiene información de sus respectivas curvas de luz lo que dificulta aún mas su clasificación. Criterio de Clasificación
1. El objeto debe tener D>450 km (helados) o D>800km (rocosos) … depende de composición, temperatura...
2. Si hay medidas directas con rugosidad < 1% y la forma corresponde a figura de equilibrio, es aceptado como PE (Caso I).
3. Si no, observamos la amplitud de la Curva de Luz (∆m).
4. Si ∆m<0.15 mag, se acepta como un esferoide de McLaurin con manchas de albedo (Caso II).
5. Si ∆m≥0.15 mag, se hace un ajuste de orden 2 de Fourier al cuadrado de la intensidad y se computa el parámetro (β), siendo la relación entre las sumas cuadráticas de los coeficientes de orden 1 y 2.
6. Si ∆m<0.25, la curva se ajusta a un elipsoide tri­axial. Se calcula el rango de posibles densidades como función del ángulo de aspecto observado y se deduce si el elipsoide es de la familia de los elipsoides de Jacobi.
7. Si existen soluciones con ρ≥1 gr.cm­3, el candidato se acepta como un elipsoide de Jacobi. (Caso III).
8. Si todas las soluciones corresponden a ρ<1 gr.cm­3, el candidato no es aceptado. Quiza el tamaño esta sobre­estimado debido a una suposición de bajo albedo (pv>>0.1) (Caso IV).
9. Si ∆m>0.25, el candidato no es aceptado, la curva de luz se aparta de una figura de elipsoide quizá por manchas de albedo o tamaño sobre­estimado debido a suposición de bajo albedo (pv>>0.1) (Caso V).
Observaciones
Se llevaron a cabo observaciones CCD en el visible con la finalidad de adquirir imágenes para curva de luz de los siguientes objetos en los distintos observatorios según las condiciones de visibilidad. La meta inicial era lograr SNR~30 en imágenes de 5 – 7 min de exposición.
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CASLEO (Tel 2.15m, 3.5n, 1310x130px @ 0.23“/px, FOV ~ 5', [24, 25, 26 y 27* Ago 2008], seeing ~3”, r ~90%)
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(120178) 2003OP32
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(145453) 2005RR43
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(145452) 2005RN43
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(145451) 2005RM43
CTIO (Tel Yalo 1.0m, 4n, 4k x 4k px @ 0.29”/px 2x2 bin, FOV ~20', [13, 14, 18 y 19 Set 2007], seeing ~2.2”, r ~90%)
➔
(47171) 1999TC36
➔
(55637) 2002UX25
➔
(145452) 2005RN43
➔
(120178) 2003OP32
➔
2002MS4
CASLEO (Tel 2.15m, 4n, 1310x130px @ 0.23“/px, 2x2 bin, FOV ~ 5', [26, 27, 28 y 29 Dic 2008], seeing ~2.8”, r ~50%)
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(55565) 2002AW197
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2007UK126
Reducción de Datos
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Calibración básica: Flats, Darks y Bias (~ 10, mediana)
–
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Bias: Fitting de overscan
Calibración avanzada (Y4K en CTIO, 4 amplificadores, 4 regiones de ovsercan, script de IRAF)
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Calibración CASLEO (1er turno), problemas de iluminación, IRAF > illumskycorr ...?
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Curvas de Crecimiento > mejor apertura ~ 3”
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Errores promedio fotométricos para SNR ~30
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0.06 mag (CASLEO)
●
0.04 mag (CTIO)
Fotometría: tarea PHOT, DAOPHOT de IRAF
Reducción de Datos
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En algunos casos fue necesario borrar estrellas cercanas para mejorar fotometría (caso del 2002MS4)
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Realizado en IRAF con el paquete DAOPHOT
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Modelo MOFFAT25 (parámetro β=2.5)
Reducción de Datos
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Se tomaron ~20­30 estrellas de referencia para modelado de PSF
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El ajuste es para cada imagen por separado
Reducción de Datos
●
Ejemplos...
Reducción de Datos
●
Ejemplos...
Reducción de Datos
●
Ejemplos...
Reducción de Datos
●
Ejemplos...
Reducción de Datos
●
Ejemplos...
Date
#
r(AU)
∆(AU)
α(deg)
Tel
Date
#
r(AU)
∆(AU)
α(deg)
Tel
(145452)
2002MS4
23/08/08
12
47.3
46.8
1.1
CTIO
13/09/07
19
40.7
39.8
0.6
CASLEO
26/08/08
16
47.3
46.8
1.1
CTIO
19/09/07
30
40.7
39.8
0.6
CASLEO
24/08/08
24
40.7
39.7
0.3
CTIO
27/08/08
37
40.7
39.7
0.3
CTIO
(120178)
13/09/07
16
41.3
40.4
0.7
CASLEO
14/09/07
16
41.3
40.4
0.7
CASLEO
(145453)
18/09/07
39
41.3
40.4
0.8
CASLEO
13/09/07
16
38.5
38.0
1.3
CASLEO
25/08/08
22
41.4
40.4
0.4
CTIO
14/09/07
11
38.5
38.0
1.3
CASLEO
26/08/08
25
41.4
40.4
0.4
CTIO
19/09/07
42
38.5
38.0
1.3
CASLEO
(47171)
(55565)
26/12/08
30
46.6
45.9
0.9
CASLEO
23/08/08
37
30.8
38.1
1.4
CTIO
27/12/08
32
46.6
45.9
0.9
CASLEO
25/08/08
25
38.8
38.1
1.4
CTIO
28/12/07
23
46.6
45.9
0.9
CASLEO
29/12/08
32
46.6
45.9
0.9
CASLEO
26/12/08
34
45.5
44.8
0.9
CASLEO
27/12/08
25
45.5
44.8
0.9
CASLEO
32
41.9
41.4
1.2
CTIO
(145451)
2007UK126
13/09/07
16
35.2
34.8
1.5
CASLEO
14/09/07
12
35.2
34.8
1.5
CASLEO
(55637)
18/09/07
41
35.2
34.8
1.5
CASLEO
24/08/08
Reducción de Datos
2002 MS4 – Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 2.6 hs
Reducción de Datos
2002 MS4 – Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 3.6 hs
Reducción de Datos
(120178) 2003 OP32 – Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 17 hs
Reducción de Datos
(55565) 2002 AW197 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 9.5 hs
Reducción de Datos
(55637) 2002 UX25 ­ Curva de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 4 hs
Reducción de Datos
(145451) 2005 RM43 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 10 hs
Reducción de Datos
(145453) 2005 RR43 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 11 hs
Reducción de Datos
(145452) 2005 RN43 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 15 hs
Reducción de Datos
(47171) 1999 TC36 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 7 hs
Reducción de Datos
2007 UK126 ­ Curvas de Luz para cada noche. Tiempo Total Observado ~ 4.5 hs
Discusión
Cálculo de Amplitudes
●
Generamos curvas de luz sintéticas de acuerdo a las ecuaciones para Elipsoides Tri­Axiales, Barucci et al (1989). La razón de ejes y orientación de polo como variables aleatorias.
Barucci et al (1989)
●
Calculamos desviación estándar (σ) y la máxima amplitud (A) de la curva. ●
Obtenemos una relación lineal (para 0<σ<0.3) con pendiente 2.86 (MatLab)
●
●
Ahora es posible calcular la amplitud (A) conociendo la desviación observada (σ) mediante la ecuación (1)
Para el calculo de (σ) observado fue utilizado el criterio de 2σ hasta que no hay descartes.
A=2.86σ (1)
Discusión
A=2.86σ (1)
Discusión
Object
#final
initial
final
Est. Amp.
points
points
STD
STD
(mag)
28
17
0.2706
0.09544
0.2730
(120178)
118
103
0.1610
0.12428
0.3554
(145451)
69
60
0.0915
0.06389
0.1827
(145452)
110
93
0.0657
0.04331
0.1239
(145453)
69
63
0.0860
0.07062
0.2020
(47171)
62
49
0.0858
0.05249
0.1501
2007UK126
60
43
0.0846
0.03865
0.1105
(55637)
32
32
0.0765
0.07648
0.2187
(55565)
117
105
0.0623
0.04917
0.1406
2002MS4
#total
Discusión
Object
#final
initial
final
Est. Amp.
points
points
STD
STD
(mag)
28
17
0.2706
0.09544
0.2730
(120178)
118
103
0.1610
0.12428
0.3554
(145451)
69
60
0.0915
0.06389
0.1827
(145452)
110
93
0.0657
0.04331
0.1239
(145453)
69
63
0.0860
0.07062
0.2020
(47171)
62
49
0.0858
0.05249
0.1501
2007UK126
60
43
0.0846
0.03865
0.1105
(55637)
32
32
0.0765
0.07648
0.2187
(55565)
117
105
0.0623
0.04917
0.1406
2002MS4
#total
Discusión
Object
#total
points
2002MS4
#final
initial
final
Est. Amp.
points
STD
STD
(mag)
0.2647
0.05810
0.1661
28
17
0.2706
0.09544
0.2730
(120178)
118
103
0.1610
0.12428
0.3554
(145451)
69
60
0.0915
0.06389
0.1827
(145452)
110
93
0.0657
0.04331
0.1239
(145453)
69
63
0.0860
0.07062
0.2020
(47171)
62
49
0.0858
0.05249
0.1501
2007UK126
60
43
0.0846
0.03865
0.1105
(55637)
32
32
0.0765
0.07648
0.2187
(55565)
117
105
0.0623
0.04917
0.1406
?
Resultados
Nos quedaremos con los objetos que presenten, A ≤ 0.15. Los mismos podrán ser clasificados como Planetas Enanos de acuerdo al #4 del criterio de clasificación
Que pasa con los TNOs cuyas A caen entre 0.25 ≥ A ≥ 0.15 ??
●
Es necesario hacer un análisis de Fourier de la curva de luz para poder decir si los TNOs se ajustan al Caso III. Es necesario computar el parámetro (β) y ver si existen soluciones de elipsoide tri­axial de Jacobi.
●
Pero para esto es necesario obtener mas observaciones fotométricas de los objetos.
●
En el caso de campos poblados, es necesario implementar borrado de estrellas
Object
# and Designation
Estimated Amplitude (mag)
(145452)
2005 RN43
0.124
(47171)
1999 TC36
0.150
2007 UK126
0.111
(55565) 2002 AW197
0.141
-
Referencias
1. Tancredi, G., Favre, S. 2008. Which are the dwarfs in the Solar System? Icarus, Volume 195, Issue 2, p. 851­862 2. Pospieszalska­Surdej, A., Surdej, J., 1985. Determination of the pole orientation of an asteroid—The amplitude–aspect relation revisited. Astron. Astrophys. 149, 186–194.
3. Barucci, M., Capria, M., Harris, A., Fulchignoni, M., 1989. On the shape and albedo variegation of asteroids—Results from Fourier analysis of synthetic and observed asteroid lightcurves. Icarus 78, 311–322.