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Estudio sobre los orígenes del sistema solar exterior

El Outer Solar System Origins Survey ( OSSOS ) es un estudio astronómico y un programa de observación cuyo objetivo es descubrir y rastrear objetos transneptunianos ubicados en las regiones más externas del Sistema Solar más allá de la órbita de Neptuno . OSSOS está diseñado de manera que se puedan caracterizar los sesgos de observación, lo que permite comparar los números y las órbitas de los objetos detectados utilizando un simulador de estudio con las poblaciones predichas en simulaciones dinámicas de la ubicación de los objetos transneptunianos. [2] Realizado en el telescopio Canadá-Francia-Hawái en los Observatorios de Mauna Kea ( 568 ) en Hawái, el estudio ha descubierto 39 objetos numerados hasta 2018, [1] con potencialmente cientos más por seguir. El primer descubrimiento numerado del estudio fue el objeto (496315) 2013 GP 136 en 2013.

Descripción

OSSOS observó ocho bloques del cielo durante un período de cinco años, entre 2013 y 2017, utilizando la cámara MegaPrime del Telescopio Canadá-Francia-Hawái de 3,6 metros. Las imágenes de estos bloques se tomaron cerca de la oposición (cuando el bloque está cerca del Sol), dos meses antes y dos meses después. [3] Este período prolongado de observación se diseñó para eliminar el sesgo de efemérides que puede causar la pérdida de algunos objetos debido a predicciones inexactas de sus posiciones futuras. Se determinaron las direcciones de apuntamiento, las eficiencias de detección y las frecuencias de seguimiento para permitir la identificación de otros sesgos observacionales. [4]

Estos sesgos identificados son utilizados por el simulador de sondeo desarrollado por el grupo OSSOS. Este simulador de sondeo puede estimar las poblaciones de objetos detectados, por ejemplo, aquellos en resonancias, y establecer límites superiores para las clases de objetos no detectados. El simulador de sondeo también puede predecir el número de objetos que serían detectados por OSSOS dado el resultado de los modelos dinámicos del Sistema Solar primitivo, lo que permite que los modelos sean probados estadísticamente. [5]

Semieje mayor y excentricidad de objetos detectados por OSSOS. También se detectaron otros seis objetos (no mostrados) con semiejes mayores entre 160 UA y 800 UA.

OSSOS ha detectado 838 objetos, lo que eleva el total de objetos detectados por estudios bien caracterizados a más de 1100. [6] [7] Entre estos objetos se encuentran un posible planeta enano en una resonancia 9:2 con Neptuno, [8] y dos objetos en una resonancia 9:1 con Neptuno. [9] Se han detectado otros objetos resonantes y se han estimado sus poblaciones. [10] Se ha confirmado un 'núcleo' previamente identificado en el cinturón de Kuiper clásico frío y se han identificado otros objetos clásicos fríos más allá de la resonancia 2:1 con Neptuno. [4] OSSOS detectó 3 miembros potenciales de la familia Haumea, pero ninguno de ellos era débil, lo que indica que la familia tiene una distribución de tamaño superficial. [11] El análisis de la distribución de tamaño de la población dispersante reveló una ruptura en su pendiente. [3] [12] La distribución de la inclinación de estos objetos dispersos tenía más con inclinaciones mayores de 45 grados de lo predicho usando simulaciones que incluían solo los planetas conocidos y la influencia de la galaxia, pero también menos con inclinaciones entre 15 y 30 grados de lo predicho cuando se agregó el Planeta Nueve a las simulaciones. [13] Se han encontrado objetos transneptunianos extremos (eTNOs), incluido uno con un semieje mayor de 730  UA , 2013 SY 99 , [14] y otros siete objetos con semiejes mayores mayores de 150 UA y perihelios mayores de 30 UA. Después de tener en cuenta los sesgos conocidos de OSSOS, los elementos orbitales de estos objetos concuerdan con una población distribuida uniformemente. [15] Se han detectado cuatro objetos de disco dispersos con perihelios altos con semiejes mayores más pequeños que las resonancias cercanas, lo que es consistente con su escape durante una migración granulada lenta de Neptuno. [16] Más cerca del Sol se encontraron 20 centauros, ninguno de los cuales estaba activo. [17] El número de centauros detectados y su distribución de inclinación eran consistentes con un modelo del Sistema Solar primitivo que incluía una migración lenta y de largo alcance de Neptuno. [18] 65 de los objetos más pequeños descubiertos por OSSOS fueron observados posteriormente utilizando el telescopio Subaru para determinar la variabilidad de su brillo. [19]

Semieje mayor e inclinación de los objetos detectados por OSSOS. También se detectaron otros siete objetos (no mostrados) con semiejes mayores entre 160 UA y 800 UA o inclinaciones superiores a 50 grados.

En colaboración con OSSOS se está llevando a cabo el sondeo de los orígenes de los colores del sistema solar exterior (Col-OSSOS). Col-OSSOS observa objetos OSSOS con magnitudes rojas más brillantes que 23,5 simultáneamente utilizando los telescopios Gemini-Norte y Canadá-Francia-Hawái. [20] La observación simultánea permite medir los colores de estos objetos con mayor precisión al eliminar las variaciones en su brillo debidas a la rotación de los objetos y a los cambios en las condiciones atmosféricas. Estas observaciones han revelado tres tipos de superficie entre los TNO, [21] y han identificado numerosos sistemas binarios, incluidos "sistemas binarios azules" de colores neutros poco unidos que podrían haber sido empujados a sus órbitas actuales durante la migración de Neptuno. [22] Entre las poblaciones dinámicamente excitadas, se ha estimado que la relación de objetos neutros a rojos está entre 4:1 y 11:1. [23] Se descubrió que las distribuciones de inclinación varían con el color, y que los objetos rojos tienen inclinaciones más bajas. [24] El equipo Col-OSSOS también ha medido la curva de color y luz de ʻOumuamua . [25]

Equipo

Miembros principales

Los miembros principales del Estudio del Origen del Sistema Solar Exterior son: [26]

Colaboradores

Los colaboradores del Outer Solar System Origin Survey son: [26]

Lista de planetas menores numerados descubiertos por OSSOS

Véase también

Referencias

  1. ^ ab «Descubridores de planetas menores (por número)». Minor Planet Center . 31 de marzo de 2018 . Consultado el 10 de abril de 2018 .
  2. ^ "Bienvenidos a la Encuesta sobre los orígenes del Sistema Solar Exterior". www.ossos-survey.org . Consultado el 7 de abril de 2018 .
  3. ^ ab Lawler, SM; et al. (2018). "OSSOS. VIII. La transición entre dos pendientes de distribución de tamaño en el disco de dispersión". Astrophysical Journal . 155 (5): 197. arXiv : 1803.07521 . Bibcode :2018AJ....155..197L. doi : 10.3847/1538-3881/aab8ff .
  4. ^ ab Bannister, Michele T.; Kavelaars, JJ; Petit, Jean-Marc; Gladman, Brett J.; Gwyn, Stephen DJ; Chen, Ying-Tung; et al. (septiembre de 2016). "The Outer Solar System Origins Survey. I. Design and First-quarter Discoveries". The Astronomical Journal . 152 (3): 25. arXiv : 1511.02895 . Bibcode :2016AJ....152...70B. doi : 10.3847/0004-6256/152/3/70 .
  5. ^ Lawler, SM; et al. (2018). "OSSOS: X. Cómo utilizar un simulador de sondeo: pruebas estadísticas de modelos dinámicos frente al cinturón de Kuiper real". arXiv : 1802.00460 [astro-ph.EP].
  6. ^ Bannister, Michelle; et al. (2018). "OSSOS. VII. 800+ Trans-Neptunian Objects—The Complete Data Release". The Astrophysical Journal Supplement Series . 236 (1): 18. arXiv : 1805.11740 . Código Bibliográfico :2018ApJS..236...18B. doi : 10.3847/1538-4365/aab77a .
  7. ^ Kavelaars, JJ; Bannister, Michele T.; Gladman, Brett; Petit, Jean-Marc; Gwyn, Stephen; Alexandersen, Mike; et al. (octubre de 2017). "Catálogo y caracterización de órbitas de la publicación completa de datos del Outer Solar System Origin Survey". American Astronomical Society : 405.02. Bibcode :2017DPS....4940502K.
  8. ^ Bannister, Michele T.; Alexandersen, Mike; Benecchi, Susan D.; Chen, Ying-Tung; Delsanti, Audrey; Fraser, Wesley C.; et al. (diciembre de 2016). "OSSOS. IV. Descubrimiento de un candidato a planeta enano en la resonancia 9:2 con Neptuno". The Astronomical Journal . 152 (6): 8. arXiv : 1607.06970 . Código Bibliográfico :2016AJ....152..212B. doi : 10.3847/0004-6256/152/6/212 .
  9. ^ Volk, Kathryn; et al. (2018). "OSSOS IX: dos objetos en la resonancia 9:1 de Neptuno - implicaciones para la resonancia que se adhiere a la población dispersa". The Astronomical Journal . 155 (6): 260. arXiv : 1802.05805 . doi : 10.3847/1538-3881/aac268 .
  10. ^ Volk, Kathryn; Murray-Clay, Ruth; Gladman, Brett; Lawler, Samantha; Bannister, Michele T.; Kavelaars, JJ; et al. (julio de 2016). "OSSOS III---Poblaciones transneptunianas resonantes: restricciones del primer trimestre del Outer Solar System Origins Survey". The Astronomical Journal . 152 (1): 25. arXiv : 1604.08177 . Bibcode :2016AJ....152...23V. doi : 10.3847/0004-6256/152/1/23 .
  11. ^ Pike, Rosemary; et al. (2019). "Una escasez de miembros pequeños en la familia Haumea revelada por OSSOS". Nature Astronomy . 4 : 89–96. arXiv : 1908.10286 . doi :10.1038/s41550-019-0867-z.
  12. ^ Shankman, C.; Kavelaars, JJ.; Gladman, BJ; Alexandersen, M.; Kaib, N.; Petit, J.-M.; et al. (febrero de 2016). "OSSOS. II. Una transición aguda en la distribución de magnitud absoluta de la población dispersa del cinturón de Kuiper". The Astronomical Journal . 151 (2): 11. arXiv : 1511.02896 . Bibcode :2016AJ....151...31S. doi : 10.3847/0004-6256/151/2/31 .
  13. ^ Kaib, Nathan A.; et al. (2019). "OSSOS XV: Sondeo del Sistema Solar Distante con TNO de dispersión observada". The Astronomical Journal . 158 (1): 43. arXiv : 1905.09286 . doi : 10.3847/1538-3881/ab2383 . PMC 6677154 . PMID  31379385. 
  14. ^ Bannister, Michele T.; Shankman, Cory; Volk, Kathryn; Chen, Ying-Tung; Kaib, Nathan; Gladman, Brett J.; et al. (junio de 2017). "OSSOS. V. Difusión en la órbita de un objeto del sistema solar distante de alto perihelio". The Astronomical Journal . 153 (6): 11. arXiv : 1704.01952 . Código Bibliográfico :2017AJ....153..262B. doi : 10.3847/1538-3881/aa6db5 .
  15. ^ Shankman, Cory; Kavelaars, JJ; Bannister, Michele T.; Gladman, Brett J.; Lawler, Samantha M.; Chen, Ying-Tung; et al. (agosto de 2017). "OSSOS. VI. Sorprendentes sesgos en la detección de grandes objetos transneptunianos del eje semimayor". The Astronomical Journal . 154 (2): 8. arXiv : 1706.05348 . Bibcode :2017AJ....154...50S. doi : 10.3847/1538-3881/aa7aed .
  16. ^ Lawler, SM; et al. (2018). "OSSOS. XIII. Los abandonos resonantes fosilizados confirman tentativamente que la migración de Neptuno fue granulada y lenta". The Astronomical Journal . 157 (6): 253. arXiv : 1808.02618 . doi : 10.3847/1538-3881/ab1c4c .
  17. ^ Cabral, N.; et al. (2019). "OSSOS: XI. No hay centauros activos en el estudio de los orígenes del Sistema Solar Exterior". Astronomía y Astrofísica . 621 : A102. arXiv : 1810.03648 . doi :10.1051/0004-6361/201834021.
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  19. ^ Alexandersen, Mike; et al. (2018). "OSSOS XII: Estudios de variabilidad de 65 objetos transneptunianos utilizando la Hyper Suprime-Cam". The Astrophysical Journal Supplement Series . 244 (1): 19. arXiv : 1812.04304 . doi : 10.3847/1538-4365/ab2fe4 .
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  21. ^ Pike, Rosemary E.; Fraser, Wesley C.; Schwamb, Megan E.; Kavelaars, JJ; Marsset, Michael; Bannister, Michele T.; et al. (septiembre de 2017). "Col-OSSOS: la fotometría de banda z revela tres tipos distintos de superficies de TNO". The Astronomical Journal . 154 (3): 8. arXiv : 1708.03079 . Código Bibliográfico :2017AJ....154..101P. doi : 10.3847/1538-3881/aa83b1 .
  22. ^ Fraser, Wesley C.; Bannister, Michele T.; Pike, Rosemary E.; Marsset, Michael; Schwamb, Megan E.; Kavelaars, JJ; et al. (abril de 2017). "Todos los planetesimales nacidos cerca del cinturón de Kuiper se formaron como sistemas binarios". Nature Astronomy . 1 (4): 0088. arXiv : 1705.00683 . Código Bibliográfico :2017NatAs...1E..88F. doi :10.1038/s41550-017-0088.
  23. ^ Schwamb, Megan E.; et al. (2018). "Col-OSSOS: Los colores del estudio de los orígenes del Sistema Solar Exterior". The Astrophysical Journal Supplement Series . 243 (1): 12. arXiv : 1809.08501 . doi : 10.3847/1538-4365/ab2194 .
  24. ^ Marsset, Michaël; et al. (2019). "Col-OSSOS: el color y la inclinación están correlacionados en todo el cinturón de Kuiper". The Astronomical Journal . 157 (3): 94. arXiv : 1812.02190 . doi : 10.3847/1538-3881/aaf72e .
  25. ^ Barandilla, Michele T.; Schwamb, Megan E.; Fraser, Wesley C.; Marsset, Michael; Fitzsimmons, Alan; Benecchi, Susan D.; et al. (Diciembre de 2017). "Col-OSSOS: Colores del planetesimal interestelar 1I/'Oumuamua". Las cartas del diario astrofísico . 851 (2): 7. arXiv : 1711.06214 . Código Bib : 2017ApJ...851L..38B. doi : 10.3847/2041-8213/aaa07c .
  26. ^ ab "People – The OSSOS collaborative" (Personas: la colaboración de OSSOS). www.ossos-survey.org . Consultado el 7 de abril de 2018 .

Enlaces externos