viernes, 23 de marzo de 2012

"TNOs are cool": Caracterización de 15 Objetos Trans-Neptunianos

Artículo cedido por Fran Sevilla, autor del blog Vega0.0.
Mi agradecimiento a Pablo Santos por su trabajo y contribución científica.

Fuente: Wikipedia

Pablo Santos Sanz, astrofísico del Observatorio de París (Meudon) y co-descubridor de Ataecina/Haumea, ha publicado en la destacada revista internacional Astronomy & Astrophysics, un artículo de investigación titulado '“TNOs are Cool”: A Survey of the Transneptunian Region IV', en el cual presenta sus resultados, junto a otros investigadores (*), sobre el tamaño, albedo (porcentaje de “luz” reflejada por la superficie de un objeto) y propiedades térmicas de 15 Objetos Trans-Neptunianos (TNOs), usando el telescopio espacial infrarrojo Herschel (ESA-NASA). Los asistentes al II Encuentro de Exploración del Sistema Solar celebrado en Bilbao en junio de 2011, pudimos disfrutar de una ponencia realizada por Pablo Santos sobre esta investigación. El artículo correspondiente a la investigación se puede descargar en formato pdf en arXiv.org: http://arxiv.org/abs/1202.1481.

En dicho artículo presenta la caracterización física de los 15 TNOs (TransNeptunian Objects=Objetos Trans-Neptunianos) objeto del estudio (Entre los que se encuentra un objeto tan destacado como el planeta enano Eris). Los TNOs son cuerpos helados que generalmente están más allá de la órbita de Neptuno y que representan parte de la población primitiva del Sistema Solar, pudiendo ser la llave que nos conduzca a un mejor conocimiento sobre la formación y evolución de nuestro Sistema Solar. En concreto, el estudio presentado por Pablo Santos estudia 15 objetos pertenecientes a las poblaciones conocidas como del Disco Disperso (SDOs) y objetos desligados (detached objects). 

Los TNOs: más allá de Neptuno

La primera detección de uno de estos cuerpos (aparte de Plutón) fue en 1992. Jewitt y Luu descubrieron un cuerpo que se denominó 1992 QB1. Desde entonces se han descubierto 1594 TNOs y asteroides Centauros (cantidad actualizada en febrero de 2012). Estos objetos se clasifican en diferentes categorías de objetos de acuerdo a sus tipos de órbitas. Así pues tenemos objetos con excentricidad orbital moderada, objetos en resonancia orbital con Neptuno (Cuyo grupo más destacado son los llamados Plutinos, en resonancia 3:2 con Neptuno -efectúan dos órbitas completas alrededor del Sol en el tiempo que Neptuno realiza tres órbitas-), objetos pertenecientes al Disco Disperso (Región constituida por TNOs que fueron desplazados por la influencia gravitacional de Neptuno), objetos desligados (TNOs que están libres de efectos gravitatorios debidos a Neptuno) y los Centauros (Ver artículo en divulgaUNED sobre estos cuerpos).

En concreto, centrándonos en el artículo publicado, los objetos del disco disperso son TNOs cuyas órbitas están caracterizadas por una gran excentricidad y una distancia perihélica cercana a Neptuno. Estas aproximaciones a Neptuno hacen pensar que tienen órbitas inestables. Sin embargo, bien podrían constituir una familia de objetos que han sobrevivido a dicha inestabilidad desde épocas primitivas de nuestro Sistema Solar, o bien, según otras teorías, podrían haber sido desplazados (desde otro lugar del sistema solar) hasta su posición actual. Por otro lado los objetos desligados, son cuerpos que en su perihelio no "coinciden" espacialmente con los planetas gigantes, en concreto con Neptuno, y dentro de los cuales podría haber cuerpos de la zona interior de la Nube de Oort u objetos en transición entre el Disco Disperso y esta región de la Nube de Oort.

Resultados del estudio

El programa de investigación dentro del que se enmarca este artículo, denominado “TNOs are Cool: A Survey of the Transneptunian Region”, cuenta con 370 horas de observación con en el observatorio espacial Herschel para medir el flujo térmico (“luz” que estos cuerpos emiten en el infrarrojo lejano) de 140 objetos. De dichos objetos el trabajo de investigación al que nos referimos aporta nuevos resultados de tamaños y albedos de 9 objetos, y mejora los resultados anteriores para otros 6 objetos.


En este estudio se caracterizan el tamaño, albedo y propiedades térmicas de dichos cuerpos, mediante mediciones del flujo térmico usando el instrumento PACS del observatorio espacial Herschel, para longitudes de onda centradas en 70, 100 y 160 micrómetros. Asimismo también han usado resultados del instrumento MIPS a bordo del telescopio espacial infrarrojo Spitzer para longitudes de onda centradas en 24 y 70 micrómetros. Los datos recogidos han sido modelados mediante técnicas radiométricas con el fin de obtener los tamaños y albedos, mientras que los errores se han calculado utilizando una técnica de Monte-Carlo. Posteriormente se han buscado correlaciones entre los tamaños y albedos encontrados y otros parámetros físicos y orbitales (como color, excentricidad, inclinación orbital, distancia perihélica, etc).

Pablo Santos y sus colegas obtienen, tras todo este trabajo de análisis, diámetros que van desde los 100 hasta los 2.400 kilómetros para estos cuerpos. Asimismo encuentran albedos geométricos (para la banda V) entre el 3,8% y el 84,5%, y estiman las densidades netas de tres sistemas binarios de TNOs: Ceto/Phorcys, Typhon/Echidna y Eris/Dysmonia.


Pero no solamente obtienen estos resultados. También encuentran tres importantes correlaciones:
- Entre albedo y diámetro: los objetos más grandes tienden a ser los más reflectivos.
- Entre albedo, diámetro y distancia perihélica: Los objetos con mayores distancias perihélicas tienden a ser más brillantes y más grandes.

A continuación se muestra una tabla con los resultados principales obtenidos en este trabajo de investigación. En dicha tabla se muestran, entre otros, los diámetros equivalentes obtenidos (en kilómetros), y los albedos geométricos, p(v) (expresados en porcentaje de “luz” reflejada). Los objetos de tipo SDO son objetos del Disco Disperso mientras que los “Desligados” son objetos libres de la influencia gravitatoria de Neptuno.


Para aquel que quiera profundizar en las técnicas usadas y conocer con más detalle las interpretaciones/explicaciones de los resultados presentados pueden descargar el artículo completo (en inglés) en arXiv.org.

Un magnífico trabajo de investigación. ¡Enhorabuena Pablo!

Notas

Las tablas y gráficos presentados en este post son propiedad de los autores del artículo, por lo tanto no se pueden usar sin la autorización previa de los mismos.

(*) Lista de todos los autores del artículo:  P. Santos-Sanz, E. Lellouch, S. Fornasier, C. Kiss, A. Pal, T.G. Müller, E. Vilenius, J. Stansberry, M. Mommert, A. Delsanti, M. Mueller, N. Peixinho, F. Henry, J.L. Ortiz, A. Thirouin, S. Protopapa, R. Duffard, N. Szalai, T. Lim, C. Ejeta, P. Hartogh, A.W. Harris, and M. Rengel.

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