28978 Ixión ( /ɪkˈsaɪ.ən/ , designación provisional 2001KX76 ) es un gran objeto transneptuniano y un posible planeta enano . Se encuentra en el cinturón de Kuiper , una región de objetos helados que orbitan más allá de Neptuno en el Sistema Solar exterior . Ixión está clasificado como un plutino , una clase dinámica de objetos en una resonancia orbital 2:3 con Neptuno . Fue descubierto en mayo de 2001 por astrónomos del Deep Ecliptic Survey en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo , y fue anunciado en julio de 2001. El objeto recibe su nombre de la figura mitológica griega Ixión , que era un rey de los lápitas .
En la luz visible , Ixión aparece de color oscuro y moderadamente rojo debido a los compuestos orgánicos que cubren su superficie. Se sospecha que hay hielo de agua presente en la superficie de Ixión, pero puede existir en cantidades traza ocultas debajo de una gruesa capa de compuestos orgánicos. Ixión tiene un diámetro medido de 710 km (440 mi), lo que lo convierte en el cuarto plutino más grande conocido. Varios astrónomos han considerado a Ixión como un posible planeta enano , [18] [19] mientras que otros lo consideran un objeto de transición entre los cuerpos pequeños del Sistema Solar de forma irregular y los planetas enanos esféricos. [20] Actualmente no se sabe que Ixión tenga un satélite natural , por lo que su masa y densidad siguen siendo desconocidas.
Ixión fue descubierto el 22 de mayo de 2001 por un equipo de astrónomos estadounidenses en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo en Chile . [5] [21] El descubrimiento formó parte del Deep Ecliptic Survey , un sondeo realizado por el astrónomo estadounidense Robert Millis para buscar objetos del cinturón de Kuiper ubicados cerca del plano eclíptico utilizando telescopios en las instalaciones del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica . [22] [21] En la noche del 22 de mayo de 2001, los astrónomos estadounidenses James Elliot y Lawrence Wasserman identificaron a Ixión en imágenes digitales del cielo austral tomadas con el telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en Cerro Tololo. [23] [21] Ixión fue notado por primera vez por Elliot mientras compilaba dos imágenes tomadas con aproximadamente dos horas de diferencia, [24] [21] que revelaron el movimiento lento de Ixión en relación con las estrellas de fondo. [a] En el momento del descubrimiento, Ixión estaba ubicado en la constelación de Escorpio . [b]
Los descubridores de Ixión notaron que parecía relativamente brillante para un objeto distante, lo que implica que podría ser bastante grande para un TNO. [21] [26] El descubrimiento respaldó las sugerencias de que había grandes objetos transneptunianos no descubiertos comparables en tamaño a Plutón. [21] [27] Desde el descubrimiento de Ixión, se han descubierto numerosos objetos transneptunianos grandes, en particular los planetas enanos Haumea , Eris y Makemake ; en particular, Eris tiene casi el mismo tamaño que Plutón. [19]
El descubrimiento de Ixión fue anunciado formalmente por el Minor Planet Center en una Circular Electrónica de Planetas Menores el 1 de julio de 2001. [23] Se le dio la designación provisional 2001 KX 76 , indicando que fue descubierto en la segunda mitad de mayo de 2001. Ixión fue el objeto número 1.923 descubierto en la segunda mitad de mayo, como lo indican la última letra y los últimos números en su designación provisional. [c]
En el momento de su descubrimiento, se pensaba que Ixión era uno de los objetos transneptunianos más grandes del Sistema Solar , como lo implicaba su alto brillo intrínseco . [21] [26] Estas características de Ixión motivaron observaciones de seguimiento para determinar su órbita, lo que a su vez mejoraría la certeza de las estimaciones posteriores del tamaño de Ixión. [29] [27] En agosto de 2001, un equipo de astrónomos utilizó el observatorio virtual Astrovirtel del Observatorio Europeo Austral para escanear automáticamente fotografías de pre-recuperación de archivo obtenidas de varios observatorios. [27] El equipo obtuvo nueve imágenes de pre-recuperación de Ixión, siendo la primera tomada por el Observatorio Siding Spring el 17 de julio de 1982. [30] [31] Estas imágenes de pre-recuperación junto con las observaciones de seguimiento posteriores con el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros del Observatorio La Silla en 2001 extendieron el arco de observación de Ixión por más de 18 años, suficiente para que su órbita fuera determinada con precisión y elegible para numeración por el Minor Planet Center. [27] [31] Ixión recibió el número de planeta menor permanente 28978 el 2 de septiembre de 2001. [32]
Este planeta menor recibe su nombre de la figura mitológica griega Ixión , de acuerdo con la convención de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional (UAI), que requiere que los plutinos (objetos en una resonancia orbital 3:2 con Neptuno ) reciban el nombre de figuras mitológicas asociadas con el inframundo . [33] En la mitología griega, Ixión era el rey de los legendarios lápitas de Tesalia y se había casado con Dia , una hija de Deioneo (o Eioneo), a quien Ixión prometió darle valiosos regalos nupciales. [34] Ixión invitó a Deioneo a un banquete, pero en lugar de eso lo empujó a una trampa de brasas y madera ardientes, matando a Deioneo. Aunque los dioses menores despreciaron sus acciones, Zeus se compadeció de Ixión y lo invitó a un banquete con otros dioses. [34] En lugar de estar agradecido, Ixión se volvió lujurioso hacia la esposa de Zeus, Hera . Zeus se enteró de sus intenciones y creó la nube Néfele con la forma de Hera, y engañó a Ixión para que se apareara con ella, engendrando la raza de los centauros . [34] Por sus crímenes, Ixión fue expulsado del Olimpo, atacado con un rayo y atado a una rueda solar en llamas en el inframundo por toda la eternidad. [35]
El nombre de Ixión fue sugerido por EK Elliot, quien también estuvo involucrado en el nombramiento del objeto del cinturón de Kuiper 38083 Rhadamanthus . [2] [35] La cita del nombre fue publicada por el Minor Planet Center el 28 de marzo de 2002. [36]
El uso de símbolos planetarios no está recomendado en astronomía, por lo que Ixión nunca recibió un símbolo en la literatura astronómica. Tampoco existe un símbolo estándar para Ixión utilizado por los astrólogos. Sandy Turnbull propuso un símbolo para Ixión (.svg/1280px-Ixion_symbol_(Latin,_fixed_width).svg.png){kind=small}
), que incluye las iniciales I y X y representa la rueda solar a la que Ixión estaba atado en el Tártaro. Denis Moskowitz, un ingeniero de software de Massachusetts que diseñó los símbolos de la mayoría de los planetas enanos, sustituye la letra griega iota (Ι) y xi (Ξ) por I y X, creando una variante (.svg/1280px-Ixion_symbol_(Greek,_fixed_width).svg.png){kind=small}
). Estos símbolos se mencionan ocasionalmente en sitios web astrológicos, pero no se utilizan ampliamente. [37]
Ixión está clasificado como un plutino , una gran población de objetos transneptunianos resonantes en una resonancia orbital de movimiento medio de 2:3 con Neptuno. [d] Por lo tanto, Ixión completa dos órbitas alrededor del Sol por cada tres órbitas que toma Neptuno. [4] [38] En el momento del descubrimiento de Ixión, inicialmente se pensó que estaba en una resonancia orbital de 3:4 con Neptuno, lo que habría hecho que Ixión estuviera más cerca del Sol. [21] [26] Ixión orbita el Sol a una distancia promedio de 39,8 UA (5,95 mil millones de km; 3,70 mil millones de mi), y tarda 251 años en completar una órbita completa. [2] Esto es característico de todos los plutinos, que tienen períodos orbitales de alrededor de 250 años y semiejes mayores de alrededor de 39 UA. [39]
Al igual que Plutón, la órbita de Ixión es alargada e inclinada respecto a la eclíptica . [39] Ixión tiene una excentricidad orbital de 0,24 y una inclinación orbital de 19,6 grados , ligeramente mayor que la inclinación de Plutón de 17 grados. [2] [39] A lo largo de su órbita, la distancia de Ixión al Sol varía de 30 UA en el perihelio (distancia más cercana) a 49,6 UA en el afelio (distancia más lejana). [2] Aunque la órbita de Ixión es similar a la de Plutón, sus órbitas están orientadas de forma diferente: el perihelio de Ixión está por debajo de la eclíptica, mientras que el de Plutón está por encima de ella (véase la imagen de la derecha). A partir de 2019 [actualizar], Ixion se encuentra aproximadamente a 39 UA del Sol y actualmente se está acercando, acercándose al perihelio en 2070. [2] Las simulaciones del Deep Ecliptic Survey muestran que Ixion puede adquirir una distancia de perihelio ( q min ) tan pequeña como 27,5 UA durante los próximos 10 millones de años. [4]
El período de rotación de Ixión es incierto; varias mediciones fotométricas sugieren que muestra muy poca variación en brillo, con una pequeña amplitud de curva de luz de menos de 0,15 magnitudes . [10] [11] [40] Los intentos iniciales de determinar el período de rotación de Ixión fueron realizados por el astrónomo Ortiz y colegas en 2001, pero arrojaron resultados no concluyentes. Aunque sus datos fotométricos de corto plazo fueron insuficientes para determinar el período de rotación de Ixión en función de sus variaciones de brillo, pudieron restringir la amplitud de la curva de luz de Ixión por debajo de 0,15 magnitudes. [41] [40] Los astrónomos Sheppard y Jewitt obtuvieron resultados igualmente no concluyentes en 2003 y proporcionaron una restricción de amplitud menor a 0,05 magnitudes, considerablemente menor que la restricción de amplitud de Ortiz. [42] En 2010, los astrónomos Rousselot y Petit observaron Ixión con el Telescopio de Nueva Tecnología del Observatorio Europeo Austral y determinaron que el período de rotación de Ixión era15,9 ± 0,5 horas, con una amplitud de curva de luz de alrededor de 0,06 magnitudes. [11] Galiazzo y colegas obtuvieron un período de rotación más corto de12,4 ± 0,3 horas en 2016, aunque calcularon que hay una probabilidad del 1,2% de que su resultado sea erróneo. [10]
Ixión tiene un diámetro medido de 710 km (440 mi), con una magnitud óptica absoluta de 3,77 y un albedo geométrico (reflectividad) de 0,11. [9] [12] Comparado con Plutón y su luna Caronte , Ixión tiene menos de un tercio del diámetro de Plutón y tres quintos del diámetro de Caronte. [e] Ixión es el cuarto plutino más grande conocido que tiene un diámetro bien restringido, precediendo a 2003 AZ 84 , Orcus y Plutón. [39] Fue el objeto intrínsecamente más brillante descubierto por el Deep Ecliptic Survey [53] y se encuentra entre los veinte objetos transneptunianos más brillantes conocidos según el astrónomo Michael Brown y el Minor Planet Center. [19] [54]
Ixión era el objeto más grande y brillante del cinturón de Kuiper encontrado cuando fue descubierto. [53] [21] [29] Bajo el supuesto de un albedo bajo, se presumió que tenía un diámetro de alrededor de 1.200 km (750 mi), lo que lo habría hecho más grande que el planeta enano Ceres y comparable en tamaño a Caronte. [21] Observaciones posteriores de Ixión con el telescopio MPG/ESO del Observatorio La Silla junto con el Astrovirtel del Observatorio Europeo Austral en agosto de 2001 concluyeron un tamaño similar de alrededor de 1.200-1.400 km (750-870 mi), aunque bajo el supuesto anterior de un albedo bajo. [27]
En 2002, astrónomos del Instituto Max Planck de Radioastronomía midieron la emisión térmica de Ixión en longitudes de onda milimétricas con el telescopio IRAM de 30 m y obtuvieron un albedo de 0,09, correspondiente a un diámetro de 1055 km (656 mi), en consonancia con suposiciones anteriores sobre el tamaño y el albedo de Ixión. [43] Más tarde reevaluaron sus resultados en 2003 y se dieron cuenta de que su detección de la emisión térmica de Ixión era espuria; las observaciones de seguimiento con el telescopio IRAM no detectaron ninguna emisión térmica dentro del rango milimétrico a frecuencias de 250 GHz , lo que implica un albedo alto y, en consecuencia, un tamaño menor para Ixión. El límite inferior para el albedo de Ixión se limitó a 0,15, lo que sugiere que el diámetro de Ixión no excedió los 804 km (500 mi). [44]
Con telescopios espaciales como el telescopio espacial Spitzer , los astrónomos pudieron medir con mayor precisión las emisiones térmicas de Ixión, lo que permitió estimaciones más precisas de su albedo y tamaño. [55] [48] Las mediciones térmicas preliminares con Spitzer en 2005 produjeron una restricción de albedo mucho mayor de 0,25-0,50, correspondiente a un rango de diámetro de 400-550 km (250-340 mi). [46] Otras mediciones térmicas de Spitzer en múltiples rangos de longitud de onda (bandas) en 2007 produjeron estimaciones de diámetro medio de alrededor de 446 km (277 mi) y 573 km (356 mi) para una solución de banda única y dos bandas para los datos, respectivamente. A partir de estos resultados, el diámetro medio adoptado fue650+260
−220 kilómetros (404+162
−137 mi ), justo más allá de la restricción de diámetro de Spitzer de 2005, aunque tiene un amplio margen de error. [48] El diámetro de Ixion se revisó posteriormente a 617 km (383 mi), basándose en observaciones térmicas multibanda realizadas por el Observatorio Espacial Herschel junto con Spitzer en 2013. [51]
El 13 de octubre de 2020, Ixion ocultó una estrella gigante roja de magnitud 10 (estrella Gaia DR2 4056440205544338944), bloqueando su luz durante una duración de aproximadamente 45 segundos. [9] La ocultación estelar fue observada por astrónomos de siete sitios diferentes en el oeste de los Estados Unidos . [9] De los diez observadores participantes, ocho de ellos informaron detecciones positivas de la ocultación. [8] Los observadores del Observatorio Lowell proporcionaron mediciones altamente precisas de la sincronización de la cuerda de ocultación , lo que permitió restricciones estrictas al diámetro de Ixion y la posible atmósfera . Un ajuste elíptico del perfil de ocultación de Ixión arroja unas dimensiones proyectadas de aproximadamente 757 km × 685 km (470 mi × 426 mi), correspondientes a un diámetro esférico proyectado de 709,6 ± 0,2 km (440,92 ± 0,12 mi). Las cuerdas precisas del Observatorio Lowell establecen un límite superior de presión superficial de <2 microbares para cualquier atmósfera posible de Ixión. [9]
El astrónomo Gonzalo Tancredi considera a Ixión como un candidato probable ya que tiene un diámetro mayor a 450 km (280 mi), el tamaño mínimo estimado para que un objeto alcance el equilibrio hidrostático , bajo el supuesto de una composición predominantemente helada. [56] Ixión también muestra una amplitud de curva de luz menor a 0,15 magnitudes , indicativo de una probable forma esferoidal , de ahí que Tancredi considerara a Ixión como un probable planeta enano. [18] El astrónomo estadounidense Michael Brown considera que Ixión es muy probable que sea un planeta enano, colocándolo en el extremo inferior del rango de "muy probable". [19] Sin embargo, en 2019, el astrónomo William Grundy y sus colegas propusieron que los objetos transneptunianos similares en tamaño a Ixión, de alrededor de 400 a 1000 km (250 a 620 mi) de diámetro, no han colapsado en cuerpos sólidos y, por lo tanto, son de transición entre cuerpos más pequeños, porosos (y, por lo tanto, de baja densidad) y cuerpos planetarios más grandes, más densos, más brillantes y geológicamente diferenciados, como los planetas enanos. Ixión se encuentra dentro de este rango de tamaño, lo que sugiere que, como mucho, solo está parcialmente diferenciado , con una estructura interna porosa . Si bien el interior de Ixión puede haber colapsado gravitacionalmente, su superficie permaneció sin comprimir, lo que implica que Ixión podría no estar en equilibrio hidrostático y, por lo tanto, no ser un planeta enano. [20] Sin embargo, esta noción para Ixión no se puede probar actualmente: actualmente no se sabe que el objeto tenga satélites naturales y, por lo tanto, la masa y la densidad de Ixión no se pueden medir actualmente. Sólo se han realizado dos intentos con el telescopio espacial Hubble para encontrar un satélite dentro de una distancia angular de 0,5 segundos de arco de Ixion, [1] [57] y se ha sugerido que existe una probabilidad de hasta un 0,5 % de que se haya pasado por alto un satélite en estas búsquedas. [49]
La superficie de Ixión es muy oscura y poco evolucionada, parecida a la de objetos más pequeños y primitivos del cinturón de Kuiper, como Arrokoth . [12] En el espectro visible , Ixión aparece de color moderadamente rojo , similar al gran objeto del cinturón de Kuiper Quaoar . [58] El espectro de reflectancia de Ixión muestra una pendiente espectral roja que se extiende desde longitudes de onda de 0,4 a 0,95 μm , en las que refleja más luz en estas longitudes de onda. Más allá de 0,85 μm, el espectro de Ixión se vuelve plano y sin rasgos distintivos, especialmente en longitudes de onda del infrarrojo cercano . [58] En el infrarrojo cercano, el espectro de reflectancia de Ixión aparece de color neutro y carece de firmas de absorción aparentes de hielo de agua en longitudes de onda de 1,5 y 2 μm. [38] Aunque el hielo de agua parece estar ausente en el espectro infrarrojo cercano de Ixión, Barkume y sus colegas informaron una detección de débiles firmas de absorción de hielo de agua en el espectro infrarrojo cercano de Ixión en 2007. [59] El espectro infrarrojo cercano sin características de Ixión indica que su superficie está cubierta con una gruesa capa de compuestos orgánicos oscuros irradiados por la radiación solar y los rayos cósmicos . [38]
El color rojo de la superficie de Ixión se origina de la irradiación de clatratos que contienen agua y materia orgánica por la radiación solar y los rayos cósmicos, lo que produce heteropolímeros oscuros y rojizos llamados tolinas que cubren su superficie. [41] La producción de tolinas en la superficie de Ixión es responsable del espectro rojo y sin rasgos distintivos de Ixión, así como de su bajo albedo superficial. El color neutro de Ixión en el infrarrojo cercano y la aparente falta de hielo de agua indican que tiene una gruesa capa de tolinas que cubre su superficie, lo que sugiere que Ixión ha sufrido una irradiación a largo plazo y no ha experimentado un resurgimiento por eventos de impacto que de otro modo podrían exponer el hielo de agua debajo. [13] [38] Si bien se sabe generalmente que Ixión tiene un color rojo, las observaciones visibles y de infrarrojo cercano realizadas por el Very Large Telescope (VLT) en 2006 y 2007 encontraron paradójicamente un color más azul. [60] Se concluyó que esta discrepancia era una indicación de heterogeneidades en su superficie, lo que también puede explicar las detecciones conflictivas de hielo de agua en varios estudios. [60]
En 2003, las observaciones del VLT resolvieron provisionalmente una característica de absorción débil a 0,8 μm en el espectro de Ixión, que podría atribuirse posiblemente a materiales de la superficie alterados por el agua. Sin embargo, no se confirmó en un estudio de seguimiento realizado por Boehnhardt y colegas en 2004, concluyendo que la discrepancia entre los resultados espectroscópicos de 2003 y 2004 puede ser el resultado de la superficie heterogénea de Ixión. [41] En ese mismo estudio, sus resultados de observaciones fotométricas y polarimétricas sugieren que la superficie de Ixión consiste en una mezcla de material principalmente oscuro y una proporción menor de material más brillante y helado. Boehnhardt y colegas sugirieron una relación de mezcla de 6:1 para material oscuro y brillante como modelo de mejor ajuste para un albedo geométrico de 0,08. [41] Basándose en resultados espectroscópicos combinados visibles e infrarrojos, sugirieron que la superficie de Ixión consiste en una mezcla en gran parte de carbono amorfo y tolinas, con el siguiente modelo de mejor ajuste de la composición de la superficie de Ixión: 65% de carbono amorfo, 20% de tolinas de hielo cometario (tolina de hielo II), 13% de tolinas de Titán ricas en nitrógeno y metano , y 2% de hielo de agua. [41]
En 2005, los astrónomos Lorin y Rousselot observaron Ixión con el VLT en un intento de buscar evidencia de actividad cometaria. No detectaron una coma alrededor de Ixión, lo que estableció un límite superior de 5,2 kilogramos por segundo para la tasa de producción de polvo de Ixión. [61]
La sonda espacial New Horizons , que sobrevoló con éxito Plutón en 2015, observó a Ixión desde lejos utilizando su sensor de imágenes de largo alcance los días 13 y 14 de julio de 2016. [12] La sonda espacial detectó a Ixión con una magnitud de 20,2 desde una distancia de 15 UA (2200 millones de km; 1400 millones de mi), y pudo observarlo desde un ángulo de fase alto de 64 grados, lo que permitió determinar las propiedades de dispersión de la luz y el comportamiento de la curva de fase fotométrica de su superficie. [12]
En un estudio publicado por Ashley Gleaves y sus colegas en 2012, se consideró a Ixion como un objetivo potencial para un concepto de misión orbital , que se lanzaría en un cohete Atlas V 551 o Delta IV HLV . Para una misión orbital a Ixion, las naves espaciales tienen una fecha de lanzamiento en noviembre de 2039 y utilizan una asistencia gravitatoria de Júpiter, y tardarán entre 20 y 25 años en llegar. [62] Gleaves concluyó que Ixion y Huya eran los objetivos más factibles para el orbitador, ya que las trayectorias requerían la menor cantidad de maniobras para la inserción orbital alrededor de cualquiera de ellos. [62] Para una misión de sobrevuelo a Ixion, la científica planetaria Amanda Zangari calculó que una nave espacial podría tardar poco más de 10 años en llegar a Ixion utilizando una asistencia gravitatoria de Júpiter, basándose en una fecha de lanzamiento de 2027 o 2032. Ixion estaría aproximadamente a 31 a 35 UA del Sol cuando llegue la nave espacial. Como alternativa, una misión de sobrevuelo con una fecha de lanzamiento posterior a 2040 también tardaría poco más de 10 años, utilizando una asistencia gravitatoria de Júpiter. Para cuando la nave espacial llegue en 2050, Ixion estaría aproximadamente a 31 a 32 UA del Sol. [63] También se han considerado otras trayectorias que utilizan asistencias gravitatorias de Júpiter o Saturno. Una trayectoria que utilice asistencias gravitatorias de Júpiter y Saturno podría tardar menos de 22 años, basándose en una fecha de lanzamiento de 2035 o 2040, mientras que una trayectoria que utilice una asistencia gravitatoria de Saturno podría tardar al menos 19 años, basándose en una fecha de lanzamiento de 2038 o 2040. Utilizando estas trayectorias alternativas para la nave espacial, Ixion estaría aproximadamente a 30 UA del Sol cuando la nave espacial llegue. [63]