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Este artículo trata sobre el planeta menor. Para otros usos, vea Varuna (desambiguación) .

20000 Varuna
20000-varuna hst.jpg
Imagen de Varuna del Telescopio Espacial Hubble , tomada en 2005
Descubrimiento  [1]
Descubierto porSpacewatch
( Robert McMillan )
Fecha de descubrimiento28 de noviembre de 2000
Designaciones
Designación MPC(20000) Varuna
Pronunciación/ V ær ən ə / Varr -ə-nə [4]
Lleva el nombre deVaruna
Designaciones alternativas2000 WR 106
Categoría de planeta menorTNO  · cubewano  [2]
Scat-Ext [3]
AdjetivosVarunian / v ə r U n i ə n / [5]
Características orbitales  [1]
Época 31 de mayo de 2020 ( JD 2459000.5)
Parámetro de incertidumbre 2
Arco de observación64,49 años (23,555 días)
Fecha más temprana de recuperación previa24 de noviembre de 1954
Afelio45.117  AU (6.7494  Tm )
Perihelio40,319 AU (6,0316 Tm)
Semieje mayor42,718 AU (6,3905 Tm)
Excentricidad0.05617
Periodo orbital279,21 yr (101 980 d )
Velocidad orbital media4,53 kilómetros por segundo
Anomalía media119.121 °
Movimiento medio0 ° 0 m 12,708 s / día
Inclinación17.221 °
Longitud del nodo ascendente97.372 °
Argumento de perihelio262.220 °
MOID de Neptuno 12.040 AU (1.8012 Tm) [6]
Características físicas
Diámetro medio~ 678 km (calculado) [a] [8]
654+154
−102 km [9]
668+154
−86 km [10]
Masa≈ 1,55 × 10 20  kg [b]
Densidad media0,992+0.086
−0.015 g / cm 3 [11]
Período de rotación6,343572 ± 0,000006  h [12]
Albedo geométrico0,1270,04
-0,042[10]
Tipo espectralIR (moderadamente rojo) [13]
B − V =0,88 ± 0,02 [14] [15]
V − R =0,62 ± 0,01 [14]
V − I =1,24 ± 0,01 [14]
Magnitud aparente20.3 ( oposición ) [16] [17]
Magnitud absoluta  (H)3.760 ± 0.035 , [10]
3.6 [1]

20000 Varuna , [c] designación provisional 2000 WR 106 , es un gran objeto transneptuniano y un posible planeta enano en el cinturón de Kuiper . Fue descubierto en diciembre de 2000 por el astrónomo estadounidense Robert McMillan durante una encuesta de Spacewatch en el Observatorio Nacional de Kitt Peak . Tiene una forma alargada debido a su rápida rotación . Lleva el nombre de la deidad hindú Varuna , una de las deidades más antiguas mencionadas en los textos védicos .

Los cálculos de la curva de luz de Varuna indican que es un elipsoide de Jacobi , 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 en su superficie. El hielo de agua también está presente en su superficie y se cree que fue expuesto por colisiones pasadas que también pueden haber causado la rápida rotación de Varuna. Aunque no se han encontrado satélites naturales ni se obtuvieron imágenes directamente alrededor de Varuna, el análisis de las variaciones en su curva de luz en 2019 sugiere la presencia de un posible satélite orbitando cerca de Varuna.

Historia [ editar ]

Descubrimiento [ editar ]

Varuna fue descubierto con el telescopio Spacewatch de 0,9 metros en el Observatorio Nacional de Kitt Peak

Varuna fue descubierto por el astrónomo estadounidense Robert McMillan usando el telescopio Spacewatch de 0,9 metros durante un estudio de rutina el 28 de noviembre de 2000. [18] El estudio Spacewatch fue realizado por McMillan en el Observatorio Nacional Kitt Peak cerca de Tucson, Arizona. [1] En el momento del descubrimiento, Varuna se encontraba en un campo de estrellas moderadamente denso cerca del ecuador galáctico norte . [19] Aunque Varuna no fue detectado por el software de computadora en tiempo real de McMillan , pudo identificar a Varuna moviéndose lentamente entre las estrellas de fondo comparando manualmente múltiples escaneos de la misma región usando la técnica de parpadeo.. Después del cambio de observación de McMillan, el astrónomo Jeffrey Larsen realizó observaciones de seguimiento de Varuna para confirmar el objeto. [18] [19] Al final del turno de observación de Larsen, tanto McMillan como Larsen habían realizado un total de 12 observaciones que abarcaban tres noches. [18]

El descubrimiento de Varuna fue anunciado formalmente en una Circular Electrónica de Planetas Menores el 1 de diciembre de 2000. [20] Se le dio la designación provisional 2000 WR 106 , lo que indica que fue descubierto durante la segunda quincena de noviembre de 2000. [21] Varuna fue el 2667a objeto observado en la última quincena de noviembre, como lo indica la última letra y números en su designación provisional. [22] En ese momento, se pensaba que Varuna era uno de los planetas menores más grandes y brillantes del Sistema Solar debido a su magnitud aparente relativamente alta de 20 para un objeto distante, lo que implicaba que podría tener alrededor de un cuarto del tamaño. dePlutón y comparable en tamaño al planeta enano Ceres . [18] [23] [19]

Posteriormente, tras el anuncio del descubrimiento de Varuna, los astrónomos alemanes Andre Knofel y Reiner Stoss encontraron imágenes de pre- recuperación de Varuna en el Observatorio Palomar . [18] [22] Una imagen de precovery particular, que fue tomada con el telescopio Big Schmidt del Observatorio Palomar en 1955, mostró que Varuna estaba ubicado a tres  grados de su ubicación extrapolada en base a la órbita circular aproximada determinada en diciembre de 2000. [18] La imagen de pre-recuperación más antigua conocida de Varuna fue tomada el 24 de noviembre de 1954. [1]Estas imágenes de precovery junto con observaciones adicionales de Japón, Hawai y Arizona ayudaron a los astrónomos a refinar su órbita y determinar la clasificación adecuada de Varuna. [23] [18] [22]

En enero de 2001, el Minor Planet Center asignó a Varuna el número de planeta menor 20000 ya que su órbita estaba bien determinada a partir de imágenes de precovery y observaciones posteriores. [24] [18] [22] El planeta menor número 20000 fue elegido particularmente para conmemorar el gran tamaño de Varuna, siendo el objeto clásico más grande del cinturón de Kuiper conocido en ese momento y se creía que era tan grande como Ceres. [24] El número 20000 también fue elegido para conmemorar el 200 aniversario coincidente del descubrimiento de Ceres, que ocurrió en el mismo mes que la numeración de Varuna. [24]

Nombre [ editar ]

Varuna lleva el nombre de la deidad hindú del mismo nombre Varuna , siguiendo la convención de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional para los objetos no resonantes del cinturón de Kuiper en honor a las deidades creadoras. [18] El nombre fue propuesto por el coreógrafo indio Mrinalini Sarabhai , y fue aprobado por la IAU en marzo de 2001. [25] Varuna es una de las deidades védicas más antiguas de la literatura hindú , mencionada en los primeros himnos del Rigveda . [25] [1] En la literatura hindú, Varuna creó y presidió las aguas del cielo y del océano. [26]Varuna es el rey de los dioses, los hombres y el universo, y tiene un conocimiento ilimitado. [25] [27]

Rotación [ editar ]

Impresión artística de Varuna representando su color rojizo y forma elipsoidal.

Varuna tiene un período de rotación rápida de aproximadamente 6.34 horas, derivado de una solución de doble pico para la curva de luz de rotación de Varuna . [28] La rotación de Varuna fue medida por primera vez en enero de 2001 por el astrónomo Tony Farnham utilizando el telescopio de 2,1 metros del Observatorio McDonald , como parte de un estudio sobre la rotación y los colores de objetos distantes. La fotometría CCD de la curva de luz de Varuna en 2001 reveló que muestra grandes variaciones de brillo con una amplitud de aproximadamente 0,5 magnitudes . [29]La curva de luz rotacional medida de Varuna proporcionó dos períodos de rotación ambiguos de 3,17 y 6,34 horas, para una solución de un solo pico y una de doble pico, respectivamente. Farnham también obtuvo posibles períodos de rotación adicionales de 2,79 y 3,66 horas, aunque estos valores no pudieron descartarse en ese momento. [29] [28]

Una interpretación de un solo pico de la curva de luz rotacional de Varuna (3,17 h) asumiría una forma esférica para Varuna, con características de albedo en su superficie que explicarían sus variaciones de brillo. Sin embargo, para que esta interpretación sea válida, Varuna debe tener una densidad mucho mayor que1  g / cm 3 (aproximadamente la densidad del agua), de lo contrario se deformaría y rompería cuando el período de rotación dado exceda la tasa de rotación crítica de ~ 3.3 horas para un cuerpo con una densidad de1 g / cm 3 . [29] Una interpretación de doble pico de la curva de luz de rotación de Varuna (6,34 h) podría suponer que la forma de Varuna es un alargado elipsoide , con un estimado de un / b relación de aspecto de 1.5 a 1.6. [29] [28] La curva de luz rotacional de Varuna fue investigada más tarde por los astrónomos David Jewitt y Scott Sheppard durante febrero y abril de 2001, y concluyeron que la interpretación de doble pico para la curva de luz de Varuna es la solución más plausible debido a la ausencia de variación rotacional en el color de Varuna en el espectro visible . [30] [23]

El examen de observaciones fotométricas pasadas de la curva de luz de Varuna ha demostrado que su amplitud de la curva de luz había aumentado aproximadamente 0,13 magnitudes entre 2001 y 2019. [12] Este aumento en la amplitud se debe a los efectos combinados de la forma elipsoidal, la rotación y la fase variable de Varuna. ángulo . Los modelos geométricos para la amplitud cambiante de Varuna han proporcionado varias soluciones posibles para la orientación de los polos rotacionales de Varuna en coordenadas eclípticas , con la solución de mejor ajuste adoptando un eje de rotación de ascensión recta y declinación de 54 ° y -65 °, respectivamente. [12] [d]La orientación de polo de mejor ajuste de Varuna implica que se está viendo en una configuración cercana al borde, en la que el ecuador de Varuna casi mira directamente hacia la Tierra. [12] [e]

Se cree que la rápida rotación de Varuna fue el resultado de colisiones disruptivas que aceleraron su rotación durante la formación del Sistema Solar . La tasa actual de colisiones en la región transneptuniana es mínima, aunque las colisiones fueron más frecuentes durante la formación del Sistema Solar. [23] Sin embargo, Jewitt y Sheppard calcularon que la tasa de colisiones disruptivas entre grandes objetos transneptunianos (TNO) durante la formación del Sistema Solar es extremadamente poco común, contradictoria con la abundancia actual de TNO binarios y de rápida rotación que se cree que se originaron de tales colisiones. [23]Para explicar la abundancia de TNO binarios y de rotación rápida, es probable que la tasa de colisiones entre TNO haya aumentado como resultado de la migración hacia el exterior de Neptuno que perturba las órbitas de los TNO, aumentando así la frecuencia de colisiones que pueden haber llevado a la rápida rotación de Varuna. [23]

Características físicas [ editar ]

Tamaño y forma [ editar ]

Estimaciones de tamaño para Varuna
AñoDiámetro (km)MétodoRefs
2000900+129
−145		térmico[32]
20021060+180
−220		térmico[30]
2002~ 788mejor ajuste albedo[33]
2005936+238
−324		térmico[34]
2005600 ± 150térmico[35]
2005586+129
−190		térmico[36]
200750264.0
-69.5
o  412.3 ~  718.2
o ≤744.1		térmico
(Spitzer 1-Band)		[37]
2007>621+178,1
−139,1		térmico
(Spitzer 2-Band)		[37]
2007500 ± 100térmico
(adoptado)		[37]
2008714+178
−128		térmico[38]
20101003 ± 9
(solo mínimo de eje largo)		ocultación[39]
2013668+154
−86		térmico[10]
2013~ 816mejor ajuste albedo[13]
2013~ 686ocultación[7]
2014~ 670 (mínimo)ocultación[7]
2019654+154
−102		térmico[9]
Varuna comparado con la Tierra y la Luna

Como resultado de su rápida rotación, la forma de Varuna se deforma en un elipsoide triaxial. Dada la rápida rotación, rara para objetos tan grandes, forma de Varuna se describe como un elipsoide de Jacobi , con un un / b relación de aspecto de alrededor de 1.5 a 1.6 (en el que de Varuna más larga semi-eje una es 1,5-1,6 veces más largo que su b semieje). [23] [28] El examen de la curva de luz de Varuna ha encontrado que el modelo de mejor ajuste para la forma de Varuna es un triaxial elipsoide con el semi-ejes un , b , y c en relaciones en el intervalo de b / a  = 0,63 a 0,80 , yc / a  = 0,45–0,52. [11]

Debido a la forma elipsoidal de Varuna, múltiples observaciones han proporcionado diferentes estimaciones para su diámetro, que van desde 500 a 1000 km (310 a 620 mi). [8] La mayoría de las estimaciones de diámetro para Varuna se determinaron midiendo su emisión térmica , aunque las estimaciones de tamaño se han limitado a valores más pequeños como resultado de albedos más altos determinados por mediciones térmicas basadas en el espacio. [8] Las observaciones de ocultaciones estelares por Varuna también han proporcionado estimaciones de tamaño variable. [7] Una ocultación de Varuna en febrero de 2010 arrojó una longitud de cuerda de 1.003 km (623 millas), que se infiere que se encuentra a lo largo de su eje más largo. [39] Ocultaciones posteriores en 2013 [40]y 2014 arrojaron diámetros medios de 686 km (426 millas) y 670 km (420 millas) respectivamente. [7]

Desde el descubrimiento de Varuna, Haumea , otro objeto más grande que gira rápidamente (3.9 h) más del doble del tamaño de Varuna, [f] ha sido descubierto y también se cree que tiene una forma alargada, [42] aunque un poco menos pronunciada (proporciones estimadas de b / a  = 0.76 ~ 0.88, yc / a  = 0.50 ~ 0.55, posiblemente debido a una densidad estimada más alta aproximadamente1,757-1,965 g / cm 3 ). [11] [41]

Posible estado de planeta enano [ editar ]

La Unión Astronómica Internacional no ha clasificado a Varuna como un planeta enano y no ha abordado la posibilidad de aceptar oficialmente planetas enanos adicionales desde la aceptación de Makemake y Haumea en 2008. [43] [44] El astrónomo Gonzalo Tancredi considera a Varuna como un candidato probable como se pensaba que tenía una densidad mayor o igual a la del agua (1 g / cm 3 ) para que esté en equilibrio hidrostático como un elipsoide de Jacobi. [45] [46] Sin embargo, Tancredi no ha hecho una recomendación directa para su inclusión como planeta enano. [46] El astrónomo estadounidense Michael Brown considera que Varuna es muy probable que sea ​​un planeta enano, colocándolo en el umbral de "muy probable". [47] Basado en un modelo de elipsoide de Jacobi de mejor ajuste para Varuna, Lacerda y Jewitt estiman que Varuna tiene una baja densidad de0,992 g / cm 3 , un poco menos que el criterio de densidad mínima de Tancredi. A pesar de esto, se supuso que Varuna estaba en equilibrio hidrostático en su modelo. [11] El astrónomo William Grundy y sus colegas propusieron que los TNO oscuros y de baja densidad alrededor del rango de tamaño de aproximadamente 400-1.000 km (250-620 mi) probablemente estén parcialmente diferenciados con interiores porosos y rocosos. Si bien los interiores de TNO de tamaño mediano como Varuna probablemente se habían colapsado gravitacionalmente, la superficie permaneció sin comprimir, lo que implica que Varuna podría no estar en equilibrio hidrostático. [48]

Medidas térmicas [ editar ]

Las observaciones terrestres de la emisión térmica de Varuna de 2000 a 2005 arrojaron estimaciones de gran diámetro que iban desde 900 km (560 mi) a 1.060 km (660 mi), haciéndolo comparable al tamaño de Ceres. [8] Contrariamente a las estimaciones realizadas desde tierra, las observaciones térmicas desde el espacio del Telescopio Espacial Spitzer proporcionaron un rango de diámetro menor de 450 a 750 km (280 a 470 mi). [34] [37] La discrepancia entre las estimaciones de tamaño terrestres y espaciales se debe a las limitadas longitudes de onda observables para las observaciones terrestres, como resultado de la absorción de la atmósfera terrestre . [49]Los objetos transneptunianos distantes como Varuna emiten intrínsecamente radiación térmica en longitudes de onda más largas debido a sus bajas temperaturas. [49] Sin embargo, a longitudes de onda largas, la radiación térmica no puede atravesar la atmósfera terrestre y las observaciones terrestres solo pueden medir las emisiones térmicas débiles de Varuna en longitudes de onda del infrarrojo cercano y submilimétrico , lo que dificulta la precisión de las mediciones térmicas terrestres. [49] [30]

Las observaciones basadas en el espacio proporcionaron mediciones térmicas más precisas, ya que pueden medir las emisiones térmicas en una amplia gama de longitudes de onda que normalmente son interferidas por la atmósfera terrestre. [34] [49] Las mediciones térmicas preliminares con Spitzer en 2005 proporcionaron una restricción de albedo más alta de 0,12 a 0,3, correspondiente a una restricción de diámetro menor de 450 a 750 km (280 a 470 mi). [35] [36] Otras mediciones térmicas de Spitzer en múltiples rangos de longitud de onda (bandas) en 2007 arrojaron estimaciones de diámetro medio alrededor de~ 502 km y~ 621 km para una solución de banda única y de dos bandas para los datos, respectivamente. A partir de estos resultados, el diámetro medio adoptado fue de 500 km (310 mi). [37] Las observaciones térmicas multibanda de seguimiento del Observatorio Espacial Herschel en 2013 arrojaron un diámetro medio de668+154
−86 km , en consonancia con las limitaciones anteriores sobre el diámetro de Varuna. [10]

Ocultaciones [ editar ]

Los intentos previos de observaciones de ocultaciones estelares por Varuna en 2005 y 2008 no tuvieron éxito debido a las incertidumbres en el movimiento adecuado de Varuna junto con las condiciones indeseables para la observación. [50] [51] En 2010, una ocultación de Varuna fue observada con éxito por un equipo de astrónomos dirigido por Bruno Sicardy en la noche del 19 de febrero. [39] La ocultación se observó en varias regiones del sur de África y el noreste de Brasil. [39] Aunque las observaciones de la ocultación de Sudáfrica y Namibia tuvieron resultados negativos, las observaciones de Brasil, particularmente en São Luís en Maranhão , detectaron con éxito unOcultación de 52,5 segundos por Varuna de una estrella de magnitud 11,1. La ocultación produjo una longitud de acorde de1003 ± 9 km , bastante grande en comparación con las estimaciones de diámetro medio de las mediciones térmicas. [39] Debido a que la ocultación ocurrió cerca del brillo máximo de Varuna, la ocultación estaba observando el área de superficie aparente máxima para una forma elipsoidal; el eje más largo de la forma de Varuna se observó durante la ocultación. [39] São Luís también se ubicó muy cerca de la línea central pronosticada de la trayectoria de sombra de Varuna, [52] lo que significa que la longitud de la cuerda estuvo cerca de la más larga medible durante el evento, limitando estrechamente el posible diámetro ecuatorial máximo.

Los resultados del mismo evento de Camalaú , Paraíba , aproximadamente 450 km (280 millas) al sur (y en lo que se predijo que sería la extensión muy al sur de la trayectoria de sombra), [52] mostraron una ocultación de 28 segundos, correspondiente a aproximadamente 535 km (332 millas) de cuerda, mucho más largo de lo que se hubiera esperado de otro modo. [53] Sin embargo, Quixadá , 255 km (158 millas) al sur de São Luís, entre éste y Camalaú, paradójicamente tuvo un resultado negativo. [39] Para dar cuenta de los resultados negativos de Quixadá, el aparente achatamiento (aplanamiento) de Varuna se impuso a un valor mínimo de aproximadamente 0,56 (relación de aspecto c / a  ≤ 0,44),[7] correspondiente a una dimensión polar mínima de aproximadamente 441,3 km (274,2 mi), basada en la longitud de cuerda dada de1003 ± 9 km . [g] El resultante límite inferior en dimensión polar de Varuna es aproximadamente igual a Lacerda y de Jewitt límite inferior c / una relación de aspecto de 0,45, que previamente calculados en 2007. [11] Una presentación de la conferencia preliminar, dado antes de los resultados Camalaú eran plenamente analizados, concluyó que los resultados de São Luís y Quixadá juntos sugirieron que se requiere una forma significativamente alargada para Varuna. [39]

Ocultaciones posteriores en 2013 y 2014 arrojaron diámetros medios de 686 km (426 millas) y 670 km (420 millas), respectivamente. [7] El diámetro medio de 678 km (421 mi), calculado a partir de ambos acordes de las ocultaciones, [a] parece aparentemente consistente con la medición térmica de Spitzer y Herschel de 668 km (415 mi). [8] Si bien la aparente oblatura de Varuna no se pudo determinar a partir del solo acorde obtenido de la ocultación de 2014, la ocultación de 2013 produjo dos acordes, correspondientes a una aparente oblatura de aproximadamente 0,29. [54] [7] La oblatura impuesta para la longitud de cuerda de 2013 de686 km ya que el diámetro de Varuna corresponde a una dimensión polar de aproximadamente 487 km (303 mi), [h] algo consistente con la dimensión polar mínima calculada para 2010 de441,3 kilometros .

Espectros y superficie [ editar ]

Comparación de tamaños, albedo y colores de varios grandes objetos transneptunianos. Los arcos grises representan incertidumbres del tamaño del objeto.
Concepto artístico de Varuna, que incorpora algo de lo que se conoce, incluida su forma y coloración a partir del análisis espectral.

El espectro de Varuna se analizó por primera vez a principios de 2001 con el Espectrómetro de cámara de infrarrojo cercano (NICS) en el Telescopio Nacional Galileo en España . Las observaciones espectrales de Varuna en longitudes de onda del infrarrojo cercano revelaron que la superficie de Varuna es moderadamente roja y muestra una pendiente espectral roja entre el rango de longitud de onda de 0,9 y 1,8  μm . El espectro de Varuna también exhibe fuertes bandas de absorción en longitudes de onda de 1,5 y 2 μm, lo que indica la presencia de hielo de agua en su superficie. [55] [30]

El color rojo de la superficie de Varuna es el resultado de la fotólisis de compuestos orgánicos irradiados por la luz solar y los rayos cósmicos . La irradiación de compuestos orgánicos como el metano en la superficie de Varuna produce tholins , que se sabe que reducen su reflectividad superficial ( albedo ) y se espera que hagan que su espectro parezca sin rasgos distintivos. Comparado con Huya, que se observó junto con Varuna en 2001, parece menos rojo y muestra bandas de absorción de hielo de agua más aparentes, lo que sugiere que la superficie de Varuna es relativamente fresca y ha mantenido parte de su material original en su superficie. La apariencia fresca de la superficie de Varuna puede haber resultado de colisiones que han expuesto el hielo de agua dulce debajo de la capa de tholins de Varuna sobre su superficie. [55]

Otro estudio de los espectros de Varuna en longitudes de onda del infrarrojo cercano en 2008 arrojó un espectro sin rasgos distintivos con una pendiente espectral azul, contrariamente a los resultados anteriores en 2001. [56] [57] Los espectros obtenidos en 2008 no mostraron una indicación clara de hielo de agua, contradictorio con los resultados de 2001. La discrepancia entre los dos resultados se interpretó como una indicación de variación superficial en Varuna, aunque esta posibilidad fue descartada más tarde por un estudio de 2014 de los espectros de Varuna. Los resultados de 2014 coincidieron estrechamente con los espectros anteriores obtenidos en 2001, lo que implica que los espectros sin rasgos obtenidos en 2008 probablemente sean erróneos. [57]

Los modelos para el 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 una posibilidad de hasta al 10% de hielo de metano. Para un objeto con un tamaño similar a Varuna, la presencia de metano volátil no podría ser primordial ya que Varuna no es lo suficientemente masivo como para retener volátiles en su superficie. Un evento que hubiera ocurrido posteriormente después de la formación de Varuna, como un impacto energético, probablemente explicaría la presencia de metano en la superficie de Varuna. [57] Se realizaron observaciones adicionales en el infrarrojo cercano de los espectros de Varuna en la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA.en 2017 y han identificado características de absorción entre 2,2 y 2,5 μm que podrían estar asociadas con el etano y el etileno , según un análisis preliminar. [58] Para cuerpos de tamaño mediano como Varuna, es probable que se retengan volátiles como etano y etileno que volátiles más ligeros como el metano según las teorías de retención de volátiles formuladas por los astrónomos Schaller y Brown en 2007. [58] [59]

Brillo [ editar ]

La magnitud aparente de Varuna , su brillo visto desde la Tierra, varía de 19,5 a 20 magnitudes. [23] En oposición , su magnitud aparente puede alcanzar hasta 20,3 magnitudes. [16] [17] Las mediciones térmicas combinadas del Telescopio Espacial Spitzer y el Observatorio Espacial Herschel en 2013 obtuvieron una magnitud visual absoluta ( H V ) de 3.76, comparable a la del objeto Ixion del cinturón de Kuiper de tamaño similar ( H V = 3.83 ). [10] Varuna se encuentra entre los veinte objetos transneptunianos más brillantes conocidos, a pesar de que el Minor Planet Center asume una magnitud absoluta de 3,6. [60][6]

La superficie de Varuna es oscura, con un albedo geométrico medido de 0,127 basado en observaciones térmicas en 2013. [10] El albedo geométrico de Varuna es similar al del posible planeta enano Quaoar , que tiene un albedo geométrico de 0,109. [61] [10] Inicialmente se pensó que Varuna tenía un albedo geométrico mucho más bajo, ya que las primeras observaciones terrestres de las emisiones térmicas de Varuna de 2000 a 2005 estimaron valores de albedo que iban de 0.04 a 0.07, [8] alrededor de ocho veces más oscuros que los de Plutón . albedo. [62]Las mediciones térmicas posteriores de Varuna con telescopios espaciales refutaron estas mediciones de albedo anteriores: Spitzer midió un albedo geométrico más alto de 0.116 [37] mientras que otras mediciones térmicas de Spitzer y Herschel en 2013 estimaron un albedo geométrico de 0.127. [10]

Se llevaron a cabo observaciones fotométricas de Varuna en 2004 y 2005 para observar cambios en la curva de luz de Varuna causados ​​por picos de oposición cuando el ángulo de fase de Varuna se aproxima a cero grados en oposición. Los resultados de la fotometría mostraron que la amplitud de la curva de luz de Varuna había disminuido a 0,2 magnitudes en oposición, menos que su amplitud total de 0,42 magnitudes. Los resultados de la fotometría también mostraron un aumento en la asimetría de la curva de luz de Varuna cerca de la oposición, lo que indica variaciones de las propiedades de dispersión sobre su superficie. La oleada de oposición de Varuna difiere de la de los asteroides oscuros, que gradualmente se vuelve más pronunciada cerca de la oposición en contraste con la oleada de oposición estrecha de Varuna, en la que la amplitud de su curva de luz cambia bruscamente dentro de un ángulo de fase de 0,5 grados. Las oleadas de oposición de otros cuerpos del Sistema Solar con albedos moderados se comportan de manera similar a Varuna, lo que sugiere indirectamente que Varuna podría tener un albedo más alto en contraste con las estimaciones de albedo basadas en tierra. [63] Esta implicación de un albedo más alto para Varuna se confirmó en posteriores mediciones térmicas de Spitzer y Herschel. [10]

Estructura interna [ editar ]

Se estima que Varuna tiene una densidad aparente de0,992 g / cm 3 , ligeramente menor que la del agua (1 g / cm 3 ). [11] La baja densidad aparente de Varuna se debe probablemente a una estructura interna porosa compuesta por una proporción casi proporcional de hielo de agua y roca. [23] Para explicar su composición y estructura interna porosa, Lacerda y Jewitt sugirieron que Varuna puede tener una estructura interna granular . Se cree que la estructura interna granular de Varuna es el resultado de fracturas causadas por colisiones pasadas, probablemente responsables de su rápida rotación. [23] Otros objetos, incluidas las lunas de Saturno , Tetis y Jápeto.también se sabe que tienen una densidad similarmente baja, con una estructura interna porosa y una composición que es predominantemente hielo de agua y roca. [23] William Grundy y sus colegas propusieron que los TNO oscuros de baja densidad alrededor del rango de tamaño de aproximadamente 400-1,000 km (250-620 mi) son de transición entre cuerpos más pequeños, porosos (y por lo tanto de baja densidad) y más grandes, más densos, cuerpos planetarios más brillantes y geológicamente diferenciados (como los planetas enanos). [48] Las estructuras internas de los TNO de baja densidad, como Varuna, solo se habían diferenciado parcialmente, ya que sus probables interiores rocosos no habían alcanzado temperaturas suficientes para derretirse y colapsar en espacios porosos desde su formación. Como resultado, la mayoría de los TNO de tamaño mediano habían permanecido porosos internamente, dando como resultado densidades bajas. [48]En este caso, es posible que Varuna no esté en equilibrio hidrostático. [48]

Órbita y clasificación [ editar ]

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 42,7  AU (6,39 mil millones de km; 3,97 mil millones de mi), tardando 279 años en completar una órbita completa. [6] Su órbita es casi circular, con una excentricidad orbital baja de 0.056. Debido a su baja excentricidad orbital, su distancia del Sol varía ligeramente a lo largo de su órbita. La distancia mínima posible de Varuna ( MOID ) desde Neptune es 12.04 AU. [6] En el curso de su órbita, la distancia de Varuna al Sol varía de 40,3 AU en el perihelio (distancia más cercana) a 45,1 AU en el afelio (distancia más lejana). [1] La órbita de Varuna se inclina hacia eleclíptica en 17 grados , similar a la inclinación orbital de Plutón. [1] Varuna había pasado su perihelio en 1928 y actualmente se está alejando del Sol, acercándose al afelio en 2071. [1] [16]

Con una órbita casi circular de alrededor de 40 a 50 AU, Varuna se clasifica como un objeto clásico del cinturón de Kuiper (KBO). [2] El semi-eje mayor de Varuna de 42,8 AU es similar al de otros grandes KBO clásicos como Quaoar ( a = 43,7 AU) [64] y Makemake (a = 45,6 AU), [65] aunque otras características orbitales como la inclinación difiere ampliamente. [1] Varuna es un miembro de la clase "dinámicamente calientes" de los KBO clásicos, [13] lo que significa que tiene una inclinación orbital superior a 4 grados, la inclinación máxima impuesta para los miembros dinámicamente fríos de su población. [66] Como KBO clásico, Varuna no está enresonancia orbital con Neptuno y también está libre de cualquier perturbación significativa por Neptuno. [6] [3]

Posible satélite [ editar ]

Las observaciones fotométricas de la curva de luz de Varuna, dirigidas por Valenzuela y sus colegas en 2019, indican que un posible satélite podría estar orbitando Varuna a una distancia cercana. [12] Al utilizar el método de análisis de Fourier de combinar cuatro curvas de luz separadas obtenidas en 2019, obtuvieron una amplitud de curva de luz de menor calidad con una mayor cantidad de residuos . Su resultado indicó que la curva de luz de Varuna experimenta cambios sutiles con el tiempo. Trazaron los residuos de la curva de luz combinada en un periodograma de Lomb y obtuvieron un período orbital de 11,9819 horas para el posible satélite. [12]El satélite varía en brillo en 0.04 magnitudes mientras orbita Varuna. Bajo el supuesto de que la densidad de Varuna es1,1 g / cm 3 y el satélite está bloqueado por mareas , el equipo estima que orbita Varuna a una distancia de 1300 a 2000 km (810 a 1240 mi), un poco más allá del límite estimado de Roche de Varuna (~1000 km ). [12] Debido a la proximidad del satélite a Varuna, todavía no es posible resolverlo con telescopios espaciales como el Telescopio Espacial Hubble, ya que la distancia angular entre Varuna y el satélite es menor que la resolución de los telescopios espaciales actuales. telescopios. [12] Aunque las observaciones directas del satélite de Varuna son inviables con los telescopios actuales, el ecuador de Varuna se está viendo directamente en una configuración de borde, lo que implica que los eventos mutuos entre el satélite y Varuna podrían ocurrir en el futuro. [12]

Exploración [ editar ]

La científica planetaria Amanda Zangari calculó que una misión de sobrevuelo a Varuna podría llevar poco más de 12 años utilizando una asistencia de gravedad de Júpiter , según una fecha de lanzamiento de 2035 o 2038. También se han considerado trayectorias alternativas que utilizan ayudas de gravedad de Júpiter, Saturno o Urano. [67] Una trayectoria que utilice ayudas de gravedad de Júpiter y Urano podría tardar poco más de 13 años, según una fecha de lanzamiento de 2034 o 2037, mientras que una trayectoria que utilice ayudas de gravedad de Saturno y Urano podría tardar menos de 18 años, según una fecha de lanzamiento anterior. de 2025 o 2029. Varuna estaría aproximadamente a 45 UA del Sol cuando la nave espacial llegue antes de 2050, independientemente de las trayectorias utilizadas. [67]

Notas [ editar ]

  1. ^ a b El diámetro medio de~ 678 km se calcula como el diámetro promedio de los acordes de ocultación de 2013 y 2014~ 686 km y~ 670 km , respectivamente. [7]
  2. ^ Calculado usando Spitzer y Herschel diámetro de 668 km (radio 334 km) [10] y densidad de0,992 g / cm 3 . [11] Asumiendo una forma esférica para Varuna, el radio de 334 km produce un volumen de aproximadamente1.548 × 10 20  km 3 . Multiplicando el volumen por su densidad de0,992 g / cm 3 produce una masa aproximada de1,55 × 10 20  kg .
  3. ^ Con acento en la primera sílaba
  4. ^ Losvalores de ascensión y declinación rectas dadosespecifican la posición de un objeto en el sistema de coordenadas ecuatoriales geocéntricas . La ascensión recta es la distancia angular hacia el este del ecuador celeste a partir de la vernal (Marzo) equinoccio mientras que la declinación es la distancia angular perpendicular o vertical al ecuador celeste. [31]
  5. ^ El polo norte de Varuna apunta en la dirección de RA = 54 ° y Dec = -65 ° , lo que significa que la ascensión recta del polo apunta casi perpendicular al equinoccio de primavera (lo que da como resultado una vista de borde del ecuador de Varuna) y la declinación negativa indica que El polo norte de Varuna apunta hacia abajo, 65 ° al sur del ecuador celeste.
  6. ^ Las dimensiones de Haumea son2322 km × 1704 km × 1026 km , con2322 km siendo el semieje más largo. [41] En comparación, el semieje más largo de Varuna es de 1003 km, menos de la mitad que el de Haumea. [39] De hecho, el semieje polar de Haumea de1026 km es también más del doble que el de Varuna, que tiene un semieje polar alrededor400 a 500 km según los valores de oblatura aparente de las ocultaciones en 2010 y 2013. [7]
  7. ^ Dimensión polar calculada multiplicando el acorde1003 ± 9 km con la relación c / a de 0,44, calculada de 1 a 0,56, la oblación máxima impuesta por Braga-Ribas et al. en 2014. [7]
  8. ^ Dimensión polar calculada multiplicando el acorde de 2013686 km con la relación c / a de 0,71, calculada de 1 a 0,29, la oblatura aparente impuesta por Braga-Ribas et al. en 2014. [7]

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

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  • (20000) Varuna - TNO grande precubierto en varias placas antiguas Imágenes de precovery de Varuna. Consultado el 22 de septiembre de 2019.
  • Más allá de Júpiter: El mundo de los planetas menores distantes - (20000) Varuna
  • 20000 Varuna en la base de datos de cuerpos pequeños de JPL
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