Asteroides Elementos orbitales I Elementos orbitales II

Asteroides
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Elementos orbitales I
Ubicación
Características generales
Distribución de elementos orbitales
Fotometría y curvas de luz
Clasificación taxonómica
a – semieje mayor
e=a’/a – eccentricidad (e < 1 – elipse; e =0 – círculo)
q (distancia P-Sun) – distancia perihélica
Elementos orbitales II
Elementos orbitales III
1
Near Earth Asteroids (NEAs)
• q < 1.3 UA
Distribución de elementos orbitales
• 1932 - (1862) Apollo (q < 1 , a >1)
- (1221) Amor (1<q<1.3 , a>1)
1976 - (2062) Aten
(a < 1 , Q > 1)
Las brechas
(gaps) de
Kirkwood
(1867)
Ejemplo: resonancia 2:3
a vs e
a vs i
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Regiones de asteroides
Familias de Hirayama
• Interior al anillo
–
–
–
–
Apohele - Q < 1.00 AU
NEAs – q < 1.3 UA
Cruzadores de Marte - q = 1.3 - 1.666 UA
Grupo Hungaria - a = 1.75 - 2.09 UA
• Anillo principal - a = 2.0 - 4.03 UA
–
–
–
–
–
Parte interior - a = 2 - 2.5 UA
Parte media - a = 2.5 - 2.825 UA
Parte exterior - a = 2.825 - 3.3 UA
Grupo Cybele - a = 3.3 - 3.65 UA
Grupo Hilda - a = 3.71 - 4.03 UA
• Región casi vacía - a = 4.03 – 4.90 UA (solo Thule)
• Troyanos - a = 4.90 - 5.41 UA
Formación de familias
¿Para que la astrometría?
• Determinación de las posiciones de objetos recientemente
descubiertos permite hacer una determinación orbital inicial
y predecir las ubicaciones futuras.
• En el caso de objetos conocidos es posible mejorar la
órbita, refinando los elementos orbitales
• Con los elementos orbitales podes clasificar el objeto en
alguno de los grupos conocidos (cinturón principal, NEAs,
familias, etc.)
• En el caso de NEAs se puede determinar la probabilidad de
colisión con la Tierra
• Se pueden hacer estudios de la evolución dinámica de
objetos individuales o conjuntos de asteroides.
• Estudiar el origen de las familias y la evolución colisional
¿Para que la fotometría?
• Determinar el brillo absoluto
• Obtener una curva de luz
• Obtener la función de fase y el efecto de oposición
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Determinar el tamaño y la forma de los asteroides.
Determinar los valores de los parámetros fotométricos H y G.
Estudiar el caso de los rotadores rápidos (períodos menores de 2 hs).
Estudiar el caso de los rotadores lentos (períodos de varios días).
Estudiar el caso de curvas de luz complejas (con 1 solo o mas de 2 picos)
Asteroides binarios
Hallar una correlación entre períodos de rotación y tamaños.
Hallar una correlación entre grupos taxonómicos y períodos de rotación.
Estudiar el efecto de oposición y la rugosidad superficial
Asistir a observaciones de radar de asteroides.
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Propiedades físicas
• Tamaños
• Rotacíón
• Características superficiales (clasificación
taxonómica)
Magnitudes asteroidales
V(1,1,0) = m ap − 5 log(rΔ ) + 2.5 log(Φ(α))
V(1,1,0) – magnitud absoluta – magnitud aparente a 1 UA de la
Tierra y del Sol y ángulo de fase 0
map – magnitud aparente (observada)
r – distancia heliocéntrica
Δ- distancia geocéntrica
α - ángulo de fase
Φ(α) – función de fase
V (1,1,0) = m ap − 5 log( rΔ ) + 2.5 log(Φ (α))
V (1,1, α) = m ap − 5 log(rΔ )
V(1,1,α) – magnitud corregida
por distancia
Relación entre tamaño y
magnitud absoluta
Rotación
log(pv S) = 16.85 + 0.4 (m~-H)
D = 1329 km × 10−H/5 pV −1/2
Sección de corte
fotométrica
S=π
R2
Magnitud absoluta
H=V(1,1,0)
Magnitud aparente V
del Sol
Albedo geométrico
m~= -26.77
pv=0.03 - 0.3
Ida
Lightcurves
• Lightcurve: - depends on shape and albedo
- indistinguishable contribution at phase angle = 0° (Russell 1906)
• Lightcurves of figures with uniform surfaces
– Sphere and MacLaurin ellipsoid – flat curve
– Jacobi Ellipsoid – symmetric curve with two peaks
Kleopatra
(reconstrucción a
partir del radar)
• Albedo spots could lead to weird patterns
4
La curva de luz de un
elipsoide triaxial
Lightcurve of a triaxial
ellipsoid
For an Elipsoid of axis a,b,c
θ - aspect angle
ψ - rotational angle
the projected area A is given by
1
1
A2 = (ab cosθ )2 + (a2 + b2 )(c sinθ )2 + (a2 − b2 )(c sinθ )2 cos2ψ
2
2
The observed Intensity (I ) is proportional to the area (A).
I 2 ∝ A2
Curvas de luz
I - Expansion in Fourier series of order 2
with a null term of order 1
Diferentes formas generan diferentes
curvas de luz
Distribución de frecuencias de rotación (inverso del
período) para diferentes tamaños D (expresados en km)
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Curvas de fase (V(1,1,α) vs α) y el efecto de oposición
Curva de fase
Grado de
Polarización
lineal
Polarimetría
Curvas de fase y polarimétricas
P=
Taxonomía de asteroides
Tipo
Albedo
Espectro
Mineralogía
C
≤ 0.065
Plano, débiles
rasgos
Silicatos mas
minerales ricos en
carbón
S
0.065 – 0.23
Rojizo, absorciones Silicatos + metal
del Fe2+
M
0.065 – 0.23
Ligeramente rojizo
Metal o metal +
silicatos neutros
E
> 0.3
Chato, sin rasgos
Silicatos neutros
D
≤ 0.065
Rojo, sin rasgos
Materiales
orgánicos
6
Valores de albedos
para las diferentes
clases
C-Complex
X-Complex
Reflectividad
en función
de long. de
onda
26 Classes
S-Complex
Taxonomía según las regiones del
cinturón
Gaspra (Galileo - ’91)
En color verdadero y color resaltando
las variaciones de albedo superficial
Ida y Dactyl (Galileo - ’93)
7
Mathilde (NEAR)
Eros (NEAR - ’00)
Eros (NEAR - ’00)
Rápidos pasajes
Asteroide 5535 Annefrank
Asteroide Braille
Asteroide 4769
Castalia,
modelado de observaciones
con Radar
Asteroide 4179
Toutatis
8
MUSES – C / Hayabusa (águila)
Dawn (‘06) a
Vesta (‘10) y Ceres (‘14)
Nereus (Muses - C)
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