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Mestrado - Flavia Luane Rommel

por admin publicado 06/07/2018 10h19, última modificação 17/01/2019 14h29
Posição de Objetos Transnetunianos através de ocultações estelares na era GAIA
Quando
06/07/2018
de 09h00 até 12h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Curitiba, sede Centro, C-301
Pessoa de contato
Participantes
Prof. Felipe Braga Ribas, Dr. Orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Felipe Braga Ribas, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Roberto Vieira Martins, Dr. - ON
Prof. Rubens Eduardo Garcia Machado, Dr. - UTFPR
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Resumo: Grande parte dos pequenos corpos do Sistema Solar exterior, a exceção de Plutão, foram descobertos após 1992. Acredita-se, que, pela distância ao Sol, possam conservar informações sobre a formação e evolução dinâmica do Sistema Solar. Portanto, o estudo detalhado destes distantes objetos pode contribuir significativamente com o aprimoramento dos modelos evolutivos de nosso sistema planetário. No entanto, a observação direta da luz refletida pela superfície destes objetos é dificultada pela distância que nos separa deles. Com diâmetros em torno de 1000 km, seu tamanho angular é de cerca de 30 milissegundos de arco no plano do céu, assim, estes corpos aparecem nas imagens com tamanho reduzido e pouco brilho. Embora seja possível determinar posição e diâmetro a partir destes dados, as incertezas associadas superam 20 % do seu tamanho. Uma eficiente alternativa observacional vêm sendo empregada no estudo desta classe de objetos, a observação de ocultações estelares. A técnica consiste na aquisição de dados fotométricos de uma estrela enquanto um objeto transita em frente a ela, no plano do céu. O estudo da variação temporal do brilho estelar observado, permite caracterizar o corpo ocultador com precisão. Com incertezas na ordem de poucos quilômetros, as informações obtidas de ocultações estelares permitem construir o perfil instantâneo do objeto. O diâmetro, forma e centro relativo do objeto podem ser calculados a partir deste perfil. Estruturas presentes em torno do corpo principal, como anéis, também podem ser descobertas, graças à precisão da técnica. Neste trabalho são cuidadosamente analisados 25 eventos de ocultações estelares por Centauros e Transnetunianos, detectadas entre 2009 e 2017. O conjunto de dados compreende ocultações analisadas aqui pela primeira vez, e resultados já publicados na literatura. Utilizando o plano tangente à esfera celeste, com o observador no centro da Terra, foram calculados os centros dos objeto em relação às estrelas ocultadas. As posições estelares fornecidas pelo catálogo Gaia possuem erros de alguns quilômetros à distância do objeto, portanto, a incerteza na determinação desta posição relativa é pequena. Esta posição é então comparada à coordenada fornecida pela efeméride para o instante de maior aproximação, que geralmente apresenta um deslocamento em relação à posição prevista. Dessa maneira, obtém-se um offset do corpo a ser corrigido no referido instante. Obtém-se, portanto, as coordenadas celeste do objeto ocultador no instante de maior aproximação. Estas posições astrométricas são utilizadas para propagar no tempo as efemérides dos objetos envolvidos. Embora as efemérides usem dados de cuidadosas observações astrométricas, dados oriundos de ocultações estelares trazem grande precisão, aprimorando efemérides calculadas. E com boas efemérides é possível prever novas ocultações estelares, com boa precisão temporal e determinação acurada da região do planeta em que poderá ser observada, auxiliando assim a caracterização destes pequenos corpos do Sistema Solar.

Palavras-chave: Ocultações estelares; Objetos Transnetunianos; Centauros

Transneptunian and Centaur objects positions from stellar occultations on the Gaia era

Abstract: Most of the small bodies of the outer Solar System, with exception of Pluto, were discovered after 1992. It is believed that due to their distance to the Sun, these objects can have information about Solar System’s formation and dynamical evolution. Therefore, a detailed study of these bodies can contribute significantly to the Solar System’s evolution theory. However, the direct observation of light reflected from the surface of the body is challenging, due to their distance to us. With diameter on the order of 1000 km, and angular sizes in order of 30 milliseconds of arc at sky plane, these bodies appear in the images as dim points light. Although it’s possible to determine their position and diameter from these images, the uncertainties are around 20 % of body’s size. An efficient observational alternative has been used on the study of this class of objects, the stellar occultation. The technique consists on the photometric observation of star, while an object transits in front of it, in the sky plane. The study of temporal variation of the star brightness allows the accurate characterization the object. With uncertainties in the order of a few kilometers, the information obtained from a stellar occultation, allows to build the object instantaneous profile. The object’s diameter, shape and relative center can be calculated from this profile. We can also detect or discover structures, such as rings, around the main body. This work analyzes 25 stellar occultations by Centaurs and Transneptunian objects, detected between 2009 and 2017. The data set involves events analyzed for the first time here, and events that had results published in the literature. Using the tangent plane on the celestial sphere, and with an observer in Earth’s center, the object's center was determined, relative to occulted star. Star positions were taken from Gaia catalogue, which have uncertainties in order of a kilometer at the object's distance, therefore, the calculated center error bar are very precise. This central position is compared with ephemeris in the closest approach instant. Usually, the measured and calculated positions are different allowing us to derive an offset. This offset is used to correct the body ephemeris. Therefore, we obtain the object’s celestial coordinates at the moment of closest approach. These astrometric positions are used to propagate the object’s ephemeris in time. Although careful astrometric measurements are used to calculate the ephemeris, stellar occultation provides high precision positions, allowing improvements on the calculated ephemerid. Better ephemeris allows better predictions for future events, and so the correct places over Earth where they can be observed, contributing to the characterization of this class of small Solar System objects.

Keywords: Stellar occultations; Transneptunian Objects; Centaurs

Lista de publicações:

ORTIZ J.L., et al.,: "The size, shape, density and ring of the dwarf planet Haumea from a stellar occultation", Nature, 550, 219 (2017). DOI: 10.1038/nature24051