(20000) Varuna



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(20000) Varuna
Descripción de esta imagen, también comentada a continuación
Imagen de Varuna tomada por el telescopio espacial Hubble en 2005.
Características orbitales
Época ( JJ 2,458,600.5)
Basado en 463 observaciones que cubren 23,555 días , U = 2
Semieje mayor ( a ) 6,3999 x 10 9 km
(42,781 ua )
Perihelio ( q ) 6.0536 x 10 9 km
(40.466 ua )
Afelia ( Q ) 45.097 x 10 9 kilometro
(45.097 ua )
Excentricidad ( e ) 0.05413
Periodo de revolución ( P rev ) 102 138 j
(279,83 a )
Velocidad orbital media ( v orb ) 4,53 kilómetros por segundo
Inclinación ( i ) 17.220 °
Longitud del nodo ascendente ( Ω ) 97,369 °
Argumento del perihelio ( ω ) 262.875 °
Anomalía media ( M 0 ) 117,224 °
Categoría OTN  : disco de objetos dispersos cubewano
Satélites conocidos 0
DMIO Neptuno 12,040 ua
Parámetro de tejedor (T Jup ) 5.591
Características físicas
Dimensiones ~ 678 km (calculado)
654+154
−102
 km
668+154
−86
 km
Masa ( m ) ~ 1,55 × 10 20 kg
Densidad ( ρ ) 992+86
−15
kg / m 3
Gravedad ecuatorial en la superficie ( g ) 0,15 m / s 2
Velocidad de liberación ( v lib ) 0,39 kilómetros por segundo
Período de rotación ( P rot ) 0,26431 d
(6,343572 0,000006 ± h )
Clasificación espectral IR (moderadamente rojo)
B - V = 0.88 ± 0.02
V - R = 0.62 ± 0.01
V - I = 1.24 ± 0.01
Magnitud absoluta ( H ) 3.760 ± 0.035,
3.6
Albedo ( A ) 0,1270.04
-0.042
( albedo geométrico )
Temperatura ( t ) ~ 59 K
Descubrimiento
Avistamiento previo al descubrimiento más antiguo
Con fecha de
Descubierto por Robert S. McMillan
Spacewatch
Localización Kitt Peak
Lleva el nombre de Varuna
Designacion 2000 WR 106

(20000) Varuna , designación provisional 2000 WR 106 , es un objeto transneptuniano masivo de aproximadamente 700 kilómetros de diámetro y un planeta enano potencial en el Cinturón de Kuiper . Fue descubierto enpor el astrónomo estadounidense Robert McMillan durante una encuesta Spacewatch en el Observatorio Kitt Peak . Lleva el nombre de la deidad hindú Varuna , que es una de las deidades más antiguas mencionadas en los textos védicos .

La curva de luz Varuna indica que es un elipsoide de Jacobi  (fr) , que tiene una forma alargada debido a su rápida rotación. La superficie de Varuna es de color rojo moderado debido a la presencia de compuestos orgánicos complejos . El agua helada también está presente en su superficie, y se cree que se ha enfrentado en el pasado a colisiones que también podrían ser la causa de su rápida rotación. Aunque no se ha encontrado ningún satélite natural ni se ha captado imágenes directamente alrededor de Varuna, los análisis en 2019 de variaciones en su curva de luz sugieren la presencia de un posible satélite en órbita cerca de la estrella.

Histórico

Descubrimiento

Varuna fue descubierto por el astrónomo estadounidense Robert McMillan utilizando el telescopio Spacewatch de 0,9 metros durante una inspección de rutina en. Esta encuesta Spacewtach fue realizada por McMillan en el Observatorio Kitt Peak cerca de Tucson , Arizona , Estados Unidos . En el momento de su descubrimiento, Varuna estaba ubicada dentro de un campo de estrellas moderadamente denso, ubicado al norte, sin embargo, no muy lejos del ecuador galáctico . Aunque Varuna no fue detectado por el software del sistema en tiempo real de McMillan, logró identificar su movimiento lento entre las estrellas en el fondo comparando manualmente múltiples escaneos de la misma región usando el método de parpadeo . Varuna fue re-observado las noches siguientes por el astrónomo Jeffrey Larsen, quien reemplazó a McMillan en la rotación del observador, para confirmar el objeto. Los dos astrónomos hicieron un total de doce observaciones de Varuna, que abarcaron tres noches.

El descubrimiento de Varuna fue anunciado formalmente en una circular electrónica del Centro de Planetas Menores en. Se le otorgó la designación provisional 2000 WR 106 que indica el año de su descubrimiento, con la letra "W" especificando que su descubrimiento tuvo lugar en la segunda quincena de noviembre. La letra "R" y el número "  106  " en el índice indican que Varuna es el objeto número 2667 observado en la segunda quincena de noviembre. En el momento de su descubrimiento, se creía que Varuna era uno de los planetas menores más masivos y brillantes del Sistema Solar debido a su magnitud aparente relativamente alta de 20 para un objeto tan distante, lo que implica que tendría aproximadamente una cuarta parte del tamaño de Plutón y que habría sido comparable en tamaño al planeta enano Ceres , que fue el primero.

Después del anuncio de su descubrimiento, los astrónomos alemanes Andre Knofel y Reiner Stoss encontraron imágenes previas al descubrimiento de Varuna en el Observatorio Palomar . Una imagen previa al descubrimiento en particular, tomada con el telescopio Big Schmidt en 1955, mostró que Varuna estaba ubicado a tres grados de su posición extrapolada en base a la órbita circular aproximada determinada en. La imagen más antigua predescubierta de Varuna fue tomada en. Estas imágenes, combinadas con observaciones adicionales de Japón, Hawai y Arizona, permitieron a los astrónomos refinar su órbita y determinar la clasificación adecuada de Varuna.

En , el Minor Planet Center asignó el planeta menor número 20.000 a Varuna, ya que su órbita estaba ahora bien determinada gracias a las imágenes previas al descubrimiento y las observaciones posteriores. El número "20000" fue elegido particularmente para resaltar el gran tamaño de Varuna, ya que de hecho era en esa fecha el objeto clásico más grande conocido del cinturón de Kuiper , y porque se pensaba que era tan alto como Ceres. El número 20000 también fue elegido para conmemorar simbólicamente el 200 º aniversario del descubrimiento de Ceres, celebrada coincidentemente en enero como cuando Varuna fue contado.

apellido

Estatua de piedra de una deidad hindú sonriente de pie sobre un pedestal
Estatua del dios Varuna el templo hindú de la XI ª  siglo Rajarani

El nombre de Varuna deriva de la deidad hindú Varuna , y sigue la convención de nomenclatura promulgada por la Unión Astronómica Internacional (IAU) que establece que los objetos del Cinturón de Kuiper que no están en mayor resonancia con Neptuno reciben el nombre de deidades creadas. Su nombre fue propuesto por un coreógrafo indio, Mrinalini Sarabhai , y fue aprobado por la UAI en. Varuna es una de las deidades védicas más antiguas de la literatura hindi , ya que se menciona en particular en los primeros himnos del Rig-Veda . En la literatura hindi, Varuna creó y gobernó las aguas del paraíso y el océano, lo que de alguna manera lo acerca a Poseidón / Neptuno. Varuna es el rey de los dioses, los hombres y el universo, y tiene un conocimiento ilimitado.

Rotación

Varuna tiene un período de rotación rápida de aproximadamente 6.34 horas, derivado de una interpretación como un doble pico de la curva de luz creada por la rotación de la estrella. La rotación de Varuna se midió por primera vez enpor el astrónomo Tony Farnham en el Observatorio McDonald utilizando su telescopio de 2,1 metros, en un estudio de la rotación y el color de objetos distantes. La fotometría de la curva de luz del CCD Varuna reveló que mostraba grandes variaciones en el brillo de una amplitud de aproximadamente 0,5 magnitudes y un período en un solo pico de 3,17 horas. La curva de luz rotacional medida de Varuna proporcionó dos periodos de rotación ambiguos de 3,17 y 6,34 horas, para interpretación de pico único y pico doble, respectivamente. Farnham también obtuvo otros posibles períodos de rotación de 2,79 y 3,66 horas, que luego no podían excluirse.

Una interpretación de la curva de luz de Varuna como un solo pico (3,17  h ) supondría que tendría forma esférica y que tendría formaciones de albedo en su superficie que estarían en el origen de sus variaciones de brillo. Sin embargo, esta interpretación implicaría si es válida que Varuna tendría que ser más denso que 1  g / cm 3 (aproximadamente la densidad del agua), dado que este período de rotación es mayor que la velocidad crítica de rotación  ( pulg .) De aproximadamente 3.3 horas para un cuerpo con una densidad de 1  g / cm 3 más allá de la cual se desintegraría. Una solución doble pico de la curva de luz giratorio Varuna (6,34  h ) asumiría que Varuna tiene una alargada elipsoidal forma, con un un / b relación entre ejes de 1.5 a 1.6. La curva de luz rotacional de Varuna fue estudiada más a fondo por los astrónomos David Jewitt y Scott Sheppard en febrero y abril de 2001. Concluyeron que la interpretación de doble pico de la curva de luz de Varuna es la solución más plausible, debido a la ausencia de una variación en el color de Varuna en el espectro visible durante su rotación.

El examen de observaciones fotométricas pasadas de la curva de luz de Varuna mostró que la amplitud de su curva de luz aumentó en aproximadamente 0,13 magnitudes entre 2001 y 2019. Este aumento se explica por los efectos combinados de la forma elipsoidal, la rotación y el ángulo de fase variable de Varuna . Los modelos geométricos teniendo en cuenta el cambio en la amplitud de Varuna proporcionaron varias posibles soluciones a la orientación de los polos de rotación, con la mejor solución que adopta un eje de rotación con ascensión recta 54 ° y una declinación de -65 °. La mejor orientación polar de Varuna implica que se ve en una configuración casi lateral, en la que su ecuador está casi directamente frente a la Tierra.

La rápida rotación de Varuna parece haber sido causada por colisiones disruptivas que aceleraron su rotación durante la formación del sistema solar . La tasa actual de colisiones en la región transneptuniana es muy baja; sin embargo, fueron más frecuentes durante la formación del Sistema Solar. Jewitt y Sheppard, sin embargo, calcularon que la tasa de colisiones disruptivas entre los grandes objetos transneptunión (OTN) se mantuvo extremadamente baja incluso durante la formación del sistema solar, lo cual es inconsistente con la abundancia de OTN binarios o que giran rápidamente y que se cree que son han resultado precisamente de tales colisiones. Para explicar la abundancia de estos OTN, la tasa de colisión entre los OTN probablemente debe haber aumentado después de la migración de Neptuno fuera del sistema solar, que luego interrumpió la órbita de los OTN y aumentó la frecuencia. rotación rápida de Varuna.

Características físicas

Aspecto físico

Estimaciones de tamaño de Varuna
Año Diámetro (km) Método Árbitro
2000 900+129
−145
térmico
2002 1.060+180
−220
térmico
2002 ~ 788 mejor ajuste del
albedo
2005 936+238
−324
térmico
2005 600 ± 150 térmico
2005 586+129
−190
térmico
2007 50264.0
-69.5

o  412.3 ~  718.2
o ≤744.1
térmico
(tira de Spitzer 1)
2007 > 621+178,1
−139,1
térmico
(tira Spitzer 2)
2010 1003 ± 9
(solo tamaño
mínimo del eje largo)
ocultación
2013 668+154
−86
térmico
2013 ~ 816 mejor ajuste del
albedo
2013 ~ 686 ocultación
2014 ~ 670 (mínimo) ocultación
2019 654+154
−102
térmico

Debido a su rápida rotación, que es inusual para un objeto tan grande, Varuna tiene una forma de elipsoide triaxial . Se describe más precisamente como un Jacobi elipsoide  (en) , con una proporción de sus un / b ejes de alrededor de 1.5 a 1.6 (es decir, el más largo eje mayor de Varuna una es de 1,5 a 1,6 veces más grande que el eje mayor b ). El examen de la curva de luz Varuna ha determinado que el modelo que mejor se adapte a su forma es una triaxial elipsoide con sus ejes mayores a , b , y c que tienen relaciones del orden de b / a = 0,63 a 0,80, y c / a = 0,45-0,52.

La forma elipsoidal de Varuna ha dado lugar a múltiples estimaciones de su diámetro, que van de 500 a 1000  km . La mayoría de ellos se determinaron midiendo su radiación térmica . Como resultado de las mediciones térmicas tomadas desde el espacio, estas estimaciones podrían limitarse a valores más pequeños porque el albedo de Varuna resultó ser más alto de lo previsto inicialmente. La observación de estrellas oscurecidas por la estrella también ha proporcionado estimaciones variables de su tamaño. Una ocultación endio una longitud de cuerda de 1.003  km , que se dedujo que coincidía con su eje más largo. Ocultaciones posteriores en 2013 y 2014 proporcionaron diámetros promedio de 686  km y 670  km , respectivamente.

Desde el descubrimiento de Varuna, se descubrió Haumea , que es otro objeto de movimiento rápido (3,9  h ) que tiene más del doble del tamaño de Varuna y también tiene una forma alargada, aunque un poco menos pronunciada (con proporciones estimadas de b / a = 0,76-0,88 yc / a = 0,50-0,55), posiblemente debido a una mayor densidad (aproximadamente 1,757 - 1,965  g / cm 3 ).

Posible planeta enano

La Unión Astronómica Internacional no ha clasificado a Varuna como un planeta enano y no ha considerado la posibilidad de aceptar nuevos planetas enanos en general. El astrónomo Gonzalo Tancredi considera a Varuna un "candidato probable" , asumiendo que tiene una densidad mayor o igual a la del agua ( 1  g / cm 3 ) necesaria para que esté en equilibrio hidrostático como un elipsoide de Jacobi. Sin embargo, Tancredi no hizo una recomendación explícita para su aceptación como planeta enano. El astrónomo estadounidense Michael Brown considera a Varuna un planeta enano "altamente probable" , colocándolo justo por debajo del límite con objetos "cercanos a la certeza". Con base en el modelo de elipsoide de Jacobi de mejor ajuste para Varuna, Lacerda y Jewitt estimaron que Varuna tiene una densidad baja de 0,992  g / cm 3 , ligeramente por debajo del criterio de densidad mínima de Tancredi. A pesar de esto, asumieron que Varuna estaba en equilibrio hidrostático en su modelo. El astrónomo William Grundy y sus colegas han propuesto que los objetos transneptunianos oscuros de baja densidad que tienen entre 400 y 1000  km de tamaño son probablemente objetos intermedios parcialmente diferenciados con una composición interna porosa y rocosa. Si bien es probable que los interiores de los OTN de tamaño mediano como Varuna se hayan comprimido bajo su propia gravedad , su superficie no se habría comprimido, por lo que Varuna podría no estar en equilibrio hidrostático.

Medidas termicas

Las observaciones de la radiación térmica de Varuna realizadas desde el suelo entre 2000 y 2005 arrojaron estimaciones de grandes diámetros que van desde 900 a 1060  km , lo que es comparable al tamaño de Ceres . Contrariamente a las estimaciones realizadas desde el suelo, las observaciones térmicas realizadas desde el espacio utilizando el Telescopio Espacial Spitzer proporcionaron un rango de valores reducidos y menores, entre 450 y 750  km . Esta diferencia entre las estimaciones de las observaciones terrestres y las estimaciones de las observaciones desde el espacio se debe, de hecho, a la limitación de las longitudes de onda observables desde el suelo debido a la absorción provocada por la atmósfera terrestre . Los objetos transneptunianos distantes como Varuna emiten radiación térmica intrínseca en longitudes de onda más largas debido a sus bajas temperaturas; sin embargo, a tales longitudes de onda, la radiación térmica no puede atravesar la atmósfera de la Tierra y las observaciones desde el suelo solo pueden medir bajas emisiones térmicas de Varuna en el infrarrojo cercano y rangos submilimétricos , deteriorando la precisión de las mediciones térmicas.

La observación desde el espacio permite superar la absorción creada por la atmósfera terrestre, y así es posible realizar mejores mediciones térmicas, en un rango más amplio de longitudes de onda. Las primeras mediciones realizadas por Spitzer en 2005 proporcionaron una mejor restricción del albedo de Varuna, que por lo tanto está entre 0,12 y 0,3, lo que corresponde a una restricción de menor diámetro, de 400 a 750  km . Las mediciones posteriores de Spitzer en múltiples rangos de longitud de onda (bandas) en 2007 produjeron estimaciones de diámetro medio de aproximadamente ~ 502  km y ~ 621  km, dependiendo del uso de datos de mediciones de banda única o con dos bandas, respectivamente. Las nuevas observaciones térmicas multibanda realizadas por el telescopio espacial Herschel en 2013 produjeron un diámetro promedio de 668+154
−86
 km , en consonancia con las limitaciones anteriores sobre el diámetro de Varuna.

Apagones

Los primeros intentos de observación de la ocultación de estrellas por Varuna en 2005 y 2008 no tuvieron éxito debido a la incertidumbre asociada con el propio movimiento de Varuna, así como a las malas condiciones de observación. Luego, en 2010, un equipo de astrónomos dirigido por Bruno Sicardy observó con éxito una ocultación durante la noche de, de varias regiones del sur de África y noreste de Brasil . Aunque las observaciones de Sudáfrica y Namibia no arrojaron resultados positivos, las observaciones de Brasil, particularmente en São Luís en Maranhão , han detectado con éxito una ocultación de Varuna, que duró 52,5 segundos, de una estrella de magnitud 11,1. La ocultación permitió determinar una longitud de cuerda de 1.003 ± 9  km , relativamente grande en comparación con los diámetros medios estimados por las mediciones térmicas. Debido a que la ocultación ocurrió cerca del brillo máximo de Varuna, esto significa que cubrió el área aparente máxima para una forma elipsoidal; en otras palabras, el eje más largo de Varuna se observó durante la ocultación. São Luís también se ubicó, en el camino de la sombra de Varuna, cerca de su eje central, lo que significa que la longitud de la cuerda estuvo cerca de la longitud máxima medible durante el evento, restringiendo fuertemente su diámetro ecuatorial máximo.

Los resultados del mismo evento observado desde Camalaú en Paraiba , ubicado aproximadamente a 450  km al sur (y se predijo que estaría en el extremo sur del camino de sombra), mostraron una ocultación de 28 segundos, corresponde a una cuerda de aproximadamente 535  km. , mucho más de lo esperado. Sin embargo, la observación en Quixadá , 255  km al sur de São Luís, entre esta última y Camalaú, arrojó paradójicamente un resultado negativo. Para tomar en cuenta los resultados negativos de Quixadá, el aplanamiento aparentemente de Varuna se impuso en un valor mínimo alrededor de 0.56 (es decir, una relación de los ejes c / a  ≤ 0.44) que corresponde a un tamaño polar mínimo de 441.3  km , basado en la longitud de cuerda dada de 1003 ± 9  km . El límite inferior resultante del tamaño polar de Varuna es aproximadamente igual al límite inferior de Lacerda y Jewitt de la relación del eje c / a de 0,45, que habían calculado previamente en 2007. Una charla impartida durante una conferencia celebrada antes de que se conocieran los resultados de Camalaú. completamente analizado concluyó que "los resultados de São Luís y Quixadá sugieren [ed] que se requiere una forma significativamente alargada para Varuna".

Ocultaciones posteriores en 2013 y 2014 dieron como resultado diámetros promedio de 686  km y 670  km respectivamente. El diámetro promedio de 678  km , calculado a partir de las dos longitudes de cuerda resultantes de estas ocultaciones parece ser consistente con las mediciones térmicas combinadas de Spitzer y Herschel de 668  km . Si bien la curtosis aparente de Varuna no se pudo determinar a partir del solo acorde obtenido durante la ocultación de 2014, la de 2013 dio dos, lo que permitió calcular una curtosis aparente de aproximadamente 0,29. El aplanamiento impuesto para la longitud de cuerda de 2013 de 686  km ya que el diámetro de Varuna corresponde a un tamaño polar de alrededor de 487  km , que es algo consistente con el tamaño polar mínimo dado en 2010 de 441,3  km .

Espectro y superficie

El espectro de Varuna fue analizado por primera vez a principios de 2001 con el Espectrómetro de Cámara de Infrarrojo Cercano (NICS) del Telescopio Nazionale Galileo en España . Estas observaciones espectroscópicas en las longitudes de onda del infrarrojo cercano revelaron que la superficie de la estrella es moderadamente roja y muestra un gradiente espectral rojo en las longitudes de onda entre 0,9 y 1,8  μm . El espectro de Varuna también muestra fuertes líneas de absorción en longitudes de onda de 1,5 y 2  μm , lo que indica la presencia de hielo de agua en su superficie.

El color rojo de Varuna proviene de la fotólisis de compuestos orgánicos presentes en su superficie por la radiación solar y los rayos cósmicos . Por ejemplo, la acción de la radiación sobre el metano produce tolinas , que se sabe que reducen la reflectividad de su superficie ( albedo ). También se espera que su espectro carezca de características. En comparación con (38628) Huya , que también se observó en 2001, Varuna aparece menos rojo y muestra líneas de absorción del hielo de agua, lo que sugiere que la superficie de Varuna está relativamente intacta y ha conservado parte de su material original en su superficie. La aparente preservación de la superficie de Varuna puede haber sido el resultado de colisiones que levantaron el hielo de agua dulce, que anteriormente se encontraba debajo de la capa de tholin, a la superficie.

Otro estudio del espectro Varuna en el infrarrojo cercano en 2008 produjo un espectro sin características pero con un gradiente espectral azul a diferencia de los resultados obtenidos en 2001. El espectro obtenido en 2008 no proporcionó ninguna indicación clara de la presencia de hielo. también es inconsistente con los resultados de 2001. La diferencia entre estos dos resultados se interpretó como un cambio en la superficie de Varuna, aunque esta posibilidad fue posteriormente descartada por un estudio de espectro de Varuna publicado en 2014. Los resultados de 2014 corresponden de hecho muy cerca a los resultados obtenidos en 2001, lo que significa que el espectro sin características obtenido en 2008 es probablemente erróneo.

Los modelos explicativos del espectro de Varuna sugieren que su superficie probablemente esté formada por una mezcla de silicatos amorfos (25%), compuestos orgánicos complejos (35%), carbono amorfo (15%) y hielo de agua (25%), con la posibilidad de hielo de metano presente hasta un 10%. El metano, volátil , podría haberse introducido después de la formación de Varuna ya que su masa no es suficiente para retener los compuestos volátiles en su superficie. Un evento que ocurrió durante su historia, como un impacto de alta energía, probablemente explicaría la presencia de metano en su superficie. La Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA realizó observaciones adicionales del espectro Varuna del infrarrojo cercano en 2017 e identificaron líneas de absorción entre 2,2 y 2,5  μm que podrían estar asociadas con la presencia de etano y etileno , según los primeros análisis. Para objetos de tamaño mediano como Varuna, es más probable que se retengan compuestos volátiles como el etano y el etileno que los volátiles más livianos que el metano según las teorías de retención de volátiles formuladas por los astrónomos de Schaller y Brown en 2007.

Brillo

La magnitud aparente de Varuna varía entre 20 y 20,3. Las mediciones térmicas combinadas de los telescopios espaciales Spitzer y Herschel en 2013 le dieron una magnitud visual absoluta ( H V ) de 3,76, comparable a Ixion ( H V = 3,83), que es un objeto del cinturón de Kuiper en tamaño similar. Varuna es uno de los veinte objetos transneptunianos más brillantes conocidos del Centro de Planetas Menores, que le asigna una magnitud absoluta de 3,6.

La superficie de Varuna es oscura, con un albedo geométrico de 0,127 que se midió a partir de observaciones térmicas en 2013. Es similar a la del posible planeta enano Quaoar , que tiene un albedo geométrico de 0,109. Originalmente, se pensaba que Varuna tenía un albedo mucho más bajo. Las observaciones de su emisión térmica desde el suelo entre 2000 y 2005 habían proporcionado estimaciones de albedo de entre 0,04 y 0,07, que es aproximadamente ocho veces más oscuro que el albedo de Plutón . Sin embargo, las posteriores mediciones térmicas de Varuna realizadas por telescopios espaciales refutaron estas primeras mediciones del albedo. Por lo tanto, Spitzer midió un albedo geométrico más alto de 0.116, mientras que las mediciones combinadas posteriores de Spitzer y Herschel en 2013 estimaron un albedo geométrico de 0.127.

Se realizaron observaciones fotométricas en 2004 y 2005 con el fin de observar cambios en la curva de luz de Varuna que serían debidos a efectos opuestos , que ocurren cuando su ángulo de fase se acerca a 0 ° durante la oposición . Estos mostraron que la amplitud de la curva de luz de Varuna disminuyó en 0.2 de magnitud en oposición a su amplitud promedio de 0.42 de magnitud. También mostraron un aumento en la asimetría de la curva de luz de Varuna cerca de la oposición, lo que indica variaciones en sus propiedades de dispersión en su superficie. El efecto opuesto de Varuna difiere del que existe entre los asteroides oscuros, que gradualmente se vuelve cada vez más pronunciado cerca de su oposición, que contrasta con el de Varuna, que es estrecho y donde la amplitud de su curva de luz cambia rápidamente dentro de un ángulo de fase de 0,5 °. . Los efectos opuestos de otros cuerpos del sistema solar con albedos moderados se comportan de manera similar a la de Varuna, lo que ya sugirió indirectamente que Varuna puede tener un albedo superior al propuesto por las estimaciones existentes a mediados de la década de 2000.

Estructura interna

Varuna tiene una densidad aparente estimada de 0,992  g / cm 3 , que es apenas menor que la del agua ( 1  g / cm 3 ). Su baja densidad se debe probablemente a su estructura interna porosa compuesta por una mezcla casi equivalente de hielo de agua y rocas. Para explicar su estructura y composición interna porosa, Lacerda y Jewitt sugirieron que Varuna podría tener una estructura interna granular . Se cree que es el resultado de fracturas creadas por colisiones pasadas, posiblemente responsables de su rápida velocidad de rotación. También se sabe que otros objetos, como las lunas de Saturno Tetis y Jápeto, poseen una baja densidad combinada con una estructura interna porosa y una composición dominada por hielo de agua y rocas. William Grundy y sus colaboradores propusieron que los objetos transneptunianos oscuros de baja densidad, que tienen aproximadamente entre 400 y 1000  km de tamaño, marcan la transición entre cuerpos pequeños porosos (y por lo tanto de baja densidad) y cuerpos planetarios. Más grandes, más brillantes y geológicamente diferenciados ( como planetas enanos). Así, la estructura interna de las OTN de baja densidad como Varuna está solo parcialmente diferenciada, porque sus regiones internas rocosas no han alcanzado una temperatura suficiente para iniciar una fusión parcial y comprimirse sobre sí mismas , por lo que su porosidad se reduciría. Por lo tanto, la mayoría de las OTN de tamaño medio permanecieron porosas en el interior, lo que explica su baja densidad. En este caso, Varuna podría no estar en equilibrio hidrostático.

Órbita y clasificación

Vista polar y eclíptica de las órbitas de Varuna (azul), Plutón (rojo) y Neptuno (blanco). Las inclinaciones orbitales de Varuna y Plutón, como se muestra en la vista de la eclíptica, son notablemente similares. La imagen de la derecha muestra las órbitas de varios otros objetos grandes del Cinturón de Kuiper, incluido Plutón.

Varuna orbita el Sol a una distancia promedio de 42,8  unidades astronómicas  (6.402.794.400  km ) , y se necesitan 280 años terrestres para completar una órbita. Este último, con una excentricidad de 0,054, es cuasi circular. Sin embargo, la distancia de Varuna al Sol varía un poco y, por lo tanto, está entre 40,5 AU en el perihelio (distancia más cercana) y 45,1 AU en el afelio (distancia más lejana). Su órbita está inclinada de 17  grados con respecto a la eclíptica , que es similar a la inclinación orbital de Plutón . La estrella pasó el perihelio en 1928 y actualmente se está alejando del Sol, acercándose a su afelio al que alcanzará en 2071.

Con su órbita casi circular entre 40 y 50 UA, Varuna se clasifica como un objeto clásico del Cinturón de Kuiper (o cubewano). Su semi-eje mayor de 42,8 AU es similar al de otros cubewanos grandes como Quaoar (con a = 43,7 AU) y Makemake (a = 45,6 AU), aunque otros de sus parámetros orbitales como la inclinación difieren ampliamente. Varuna es parte de la  clase "  dinámicamente caliente " de los objetos clásicos del cinturón de Kuiper, lo que significa que tiene una inclinación orbital de más de 4 ° , es decir, más allá de la inclinación máxima impuesta para los miembros "dinámicamente fríos" de cubewanos. Como cubewano, Varuna no está en resonancia orbital con Neptuno y también está libre de cualquier perturbación significativa del planeta gigante. La distancia mínima posible de Varuna ( DMIO ) desde Neptune es 12.04 AU.

Posible satélite

Las observaciones fotométricas de la curva de luz de Varuna, realizadas por Valenzuela y sus colegas en 2019, indican que un posible satélite podría estar orbitando Varuna a una corta distancia. Usando el método de análisis de Fourier que combina cuatro curvas de luz diferentes que obtuvieron en 2019, derivaron una curva de amplitud total de menor calidad pero con una mayor cantidad de residuos . Sus resultados indican que la curva de luz de Varuna sufre un cambio sutil con el tiempo. Han rastreado los residuos en un periodograma de Lomb  (in) y han derivado un período orbital de 11.981 9:00 para posible satélite, cuyo brillo varía 0.04 magnitudes durante su órbita. Suponiendo que la densidad de Varuna es 1,1  g / cm 3 y su satélite gira sincrónicamente , el equipo estima que orbitaría una distancia de 1300 a 2000  km , o un poco más del límite de Roche de Varuna (que es de unos 1000  km ). Debido a esta proximidad, aún no es posible distinguir el satélite de los telescopios espaciales como el telescopio espacial Hubble , dado que la distancia angular entre Varuna y su luna es menor que la resolución actual de los telescopios espaciales. Aunque las observaciones directas, por lo tanto, aún no son posibles, el ecuador de Varuna se ve directamente desde un lado, lo que implica que los eventos de eclipses mutuos entre Varuna y su satélite podrían ocurrir en el futuro.

Exploración

La científica planetaria Amanda Zangari calculó que una misión de sobrevuelo a Varuna requiere algo más de 12 años para llegar a utilizar la asistencia gravitatoria de Júpiter , con fecha de lanzamiento en 2035 o 2038. Rutas alternativas, utilizando la asistencia gravitacional de Júpiter, Saturno o Urano también se han estudiado. Una trayectoria que utilice la asistencia gravitacional de Júpiter y Urano podría tardar un poco más de 13 años, con una fecha de lanzamiento en 2034 o 2037, mientras que una trayectoria que utilizaría la asistencia gravitacional de Saturno y Urano tardaría menos de 18 años, pero lo haría. salir antes, ya sea en 2025 o 2029. Varuna se ubicaría aproximadamente a 45 UA del Sol cuando la sonda llegue antes de 2050, independientemente de la trayectoria utilizada.

Apéndices

Bibliografía

Enlace externo

Notas y referencias

Notas

  1. El diámetro medio de ~ 678  kilometros se deriva del cálculo del diámetro medio de las cuerdas de ocultaciones de 2013 y 2014 de ~ 686  kilometros y ~ 670  kilometros , respectivamente
  2. Calculado a partir del diámetro obtenido con los telescopios Spitzer y Herschel de 668  km (radio de 334  km ) y con una densidad de 0,992  g / cm 3 . Suponiendo que Varuna tiene una forma esférica, el radio de 334  km da un volumen de aproximadamente 1.548 × 10 20  km3. Multiplicando su volumen por su densidad de 0,992  g / cm 3 se obtiene una masa aproximada de 1,55 × 10 20  kg .
  3. Los valores dados de ascensión recta y declinación caracterizan la posición de Varuna en el sistema de coordenadas ecuatoriales geocéntricas . La ascensión recta es la distancia angular al este del ecuador celeste desde el punto vernal ( equinoccio de marzo), mientras que la declinación es la distancia angular perpendicular o vertical al ecuador celeste.
  4. El Polo Norte de Varuna apunta en la dirección α = 54 ° y δ = −65 ° , lo que significa que la ascensión recta del polo apunta casi perpendicular al punto vernal (resultando en una vista frontal del ecuador de Varuna) y la declinación negativa indica que el Polo Norte de Varuna apunta hacia abajo, 65 ° al sur del ecuador celeste.
  5. Las dimensiones de Hauméa son 2.322 × 1.704 × 1.026  km , con 2.322  km correspondientes a su mayor eje mayor. En comparación, el eje principal más largo de Varuna vale 1.003  km , o menos de la mitad que el de Hauméa. De hecho, el eje polar principal de 1.026 km de Hauméa  también es más del doble del tamaño de Varuna, que tiene un eje polar principal de 400 a 500  km , según sus valores de curtosis aparente que se obtuvieron de las ocultaciones de 2010 y 2013.
  6. El tamaño polar se calcula multiplicando la cuerda de 1.003 ± 9  km con la relación c / a de 0,44, calculada a su vez de 1 a 0,56, que es la curtosis máxima impuesta por Braga-Ribas et al. en 2014.
  7. El tamaño polar se calcula multiplicando la cuerda de 2013 686  km con una relación c / a de 0,71, calculada a partir de los medios de aplanamiento 1 a 0,29 impuestos por Braga-Ribas et al. en 2014.

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Marta Lorenzo Miranda

Necesitaba encontrar algo diferente sobre (20000) Varuna, que no fuese lo típico que se lee siempre en internet y este artículo de (20000) Varuna me ha gustado.

Diego Rubio Alonso

Esta entrada sobre (20000) Varuna me ha ayudado a completar mi trabajo para mañana en el último momento. Ya me veía tirando otra vez de Wikipedia, algo que la profesora nos tiene prohibido. Gracias por salvarme.