Ocultaciones estelares:

actividades recientes en Brasil

Breno Loureiro Giacchini

International Occultation Timing Association – IOTA

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas – CBPF/MCTI

Seção de Ocultações, Rede de Astronomia Observacional – REA-Brasil

CRyA/UNAM: Morélia, México, 11/02/2016

• Parte I: Ocultaciones astronómicas– Ocultaciones lunares, asteroidales y por TNOs

• Parte II: Ocultaciones en Brasil

Programa

Definición

• Ocultaciones de estrellas por la Luna;

• Ocultaciones de planetas por la Luna;• Ocultaciones de estrellas por asteroides;

• Ocultaciones de estrellas por planetas;

• Ocultaciones de estrellas por objetos transneptunianos;• Eventos mutuos de satélites de planetas jovianos; etc...

Desaparecimiento temporal de un astro por el paso de otro, con mayor diámetro aparente, delante de él.

Métodos de registro• Métodos visuales: cronómetro; grabador

• Métodos digitales: video; imágenes secuenciales; CCD drift scan (deriva)

Julio Spagnotto

Curva de luz

• Fuente de tiempo precisa (mejor que 0,1 segundo)

1. Ocultaciones de estrellas por la Luna

http://193.206.206.9/cgi-galileo/viewimg.pl?nfolio=48&frame=img&key=2%2329%23v Galileo

1. Ocultaciones de estrellas por la Luna

Estrella

Observadores A y B: ocultación total.

Observadores C y D: ocultación rasante.

N y S: límites Norte y Sur de visibilidad del fenómeno (evento).

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.71

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.75 (adaptado)

• Determinación de la longitud de sitios remotos;

• Estudio del movimiento de la Luna;

• Estudio de la rotación de la Tierra;

• Determinación de la posición de la Luna;

Ocultaciones de estrellas por la Luna: importancia

• Determinación de la posición de estrellas;

• Mejoría del conocimiento del relieve del limbo lunar;

• Descubrimiento y estudio de sistemas estelares dobles, sobre todo los cerrados. Medición de separación, ángulo de posición y magnitud relativa;

• Medición del tamaño angular de estrellas;

• Previsión y estudio de perlas de Baily en eclipses solares.

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.293

• Mejoría del conocimiento del relieve del limbo lunar

Perfil de limbo: ocultación de Antares, 12/09/98.

Ocultación “en escalones”

• Descubrimiento y estudio de sistemas estelares dobles

Loader et. al. Journal of Double Star Observations 7, no. 3, 2011.

• Descubrimiento y estudio de sistemas estelares múltiples

• Medición del tamaño angular de estrellas

Separación > 1 mas∆mag < 2 mag

Ocultación de SAO 139322

R. Nugent, 01/08/2008, China

• Previsión y estudio de perlas de Baily en eclipses solares

Dunham et. al, Science 210: p.1243-1245, 1980Fiala, Dunham & Sofia, Solar Physics 152: p.97-104, 1994

Sigismondi, Sci. China G-Phys. Mech. Astron. 51, 2008

2. Ocultaciones de estrellas por asteroides

• Determinación de la forma y tamaño del asteroide;

� 1958 – 1º registro: asteroide (3) Juno.

?!

Ocultación estelar por (924) Toni, 09/07/2010. Giancarlo U. Nappi, Brasil

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.109 (Adaptado)

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.138

Perfil de (135) Hertha, 11/12/2008

Perfil de (345) Tercidina, 17/09/2002

Perfil de (19) Fortuna, 18/06/2008

(Timerson et. al., The Minor Planet Bulletin 36, 3, 2009)

• Determinación de la forma y tamaño del asteroide;

• Descubrimiento de satélites de asteroides;

2. Ocultaciones de estrellas por asteroides

Trayectoria de la sombra de la ocultación por (6) Hebe, 05/03/1977

IOTA Occultation Observer’s Manual, p. 267

IOTA Occultation Observer’s Manual, p.143

Primera observación de ocultación de asteroide doble previamente conocido: 2006 (!)

07/11/2006 – Ocultación por (22) Kalliope y su satélite

19/07/2011 – Ocultación por (90) Antiope

http://www.asteroidoccultation.com/observations/results/Data2011/20110719_AntiopeProfile2.gif

19/01/2012 – Ocultación por (911) Agamemnon

Segundo troyano de Júpiter con un satélite pequeño (~5km)

(Timerson et. al., Planet. Space Sci. 87, 78-84, 2013)

Estadística: ~1 evidencia de satélite para cada 25 ocultaciones

• Determinación de la forma y tamaño del asteroide;

• Descubrimiento de satélites de asteroides;

• Descubrimiento de estrellas dobles;

• Astrometría del asteroide;

• En conjunto con otros tipos de observación: determinación de la densidad y albedo del asteroide

2. Ocultaciones de estrellas por asteroides

3. Ocultaciones de estrellas por objetos del Sistema Solar exterior

Centauros, transnetunianos (TNOs), planetas enanos, KBOs...

Objetos Transnetunianos

(TNOs)

Eris y Themis (s. IV a.C.)

Planetas enanos

• Plutón

• Eris

• Makemake

• Haumea

• Ceres Cinturón principal

TNOs

3. Ocultaciones de estrellas por objetos del Sistema Solar exterior

• Determinación de posición, forma, tamaño, albedo, densidad;

• Descubrimiento y estudio de atmósfera y satélites;

Centauros, transnetunianos (TNOs), planetas enanos, KBOs...

• Descubrimiento y estudio de anillos (!)

Informaciones sobre la nebulosa protoplanetária primordial, formación y evolución dinámica del Sistema Solar

CZ13/11/20122005 TV189

Quaoar

2002 KX14

Quaoar

2003 AZ84

Quaoar

Makemake

Quaoar

2003 AZ84

Eris

Varuna

2002 TX300

Las primeras ocultaciones observadas:

09/10/2009 HW Elliot et al., Nature 465 (2010)

19/02/2010 BR Sicardy et al., BAAS 42 (2010)

06/11/2010 CL Sicardy et al., Nature 478 (2011)

08/01/2011 CL Braga-Ribas et al., EPSC-DPS Joint Meeting 1060 (2011)

11/02/2011 US Person et al., BAAS 224 (2011)

23/04/2011 BR,CL Ortiz et al., Nature 491 (2012)

04/05/2011 BR,CL,UY Braga-Ribas et al., ApJ 773 (2013)

03/02/2011 IN,IL Braga-Ribas et al., AAS/DPS Meet-

ing Abstracts 44, #402.01 (2012)

17/02/2012 FR,CH Braga-Ribas et al., ApJ 773 (2013)

26/04/2012 ES

15/10/2012 CL Braga-Ribas et al., ApJ 773 (2013)

� 2002 TX300

� 2002 KX14

� 2003 VS2

� 2003 AZ84

� 2005 TV189

� 2007 UK126

Centauros:

� (2060) Chiron

� (10199) Chariklo

� (8405) Asbolus

- Parte II -

Ocultaciones en Brasil• 1º registro de ocultación lunar: 1639, George Marcgrave

Der Hof Sein Excellenz

Zacharias Wagner (~1640)

• Siglos 19-20: Imperial Observatorio (Observatorio Nacional)

Louis Cruls: 1848, Bélgica – 1908, Francia

• Creciente número de observadores después de los 1950

Número de eventos lunares por año

Año

Total de eventos lunares (1954-2015): 3307

Algunos resultados recientes

1. Ocultación de TYC 6223-00442-1 por (52) Europa 12/08/2012

• Observación por sistema de video con horario en los frames.

• Curva de luz:

Orden de la ocultación: B-A-B-A

• Magnitud del par: V-Mag = 10,943 ± 0.003 [UCAC4]

• Donde, magnitudes de las estrellas:MagA = 11.3 ± 0.1MagB = 12.4 ± 0.1

• Parámetros del sistema:

Ángulo de posición (°) Separación (mas)

44 ± 7 47 ± 10

60 ± 3 100 ± 20

267 ± 2 100 ± 20

290 ± 7 44 ± 6

BLG et al., Journal of Double Star Observations 9 #2, 130-134 (2013)

• Modelo 3D (ISAM) del asteroide en el instante de la ocultación:

2. Ocultación de HIP 91781 por (103) Hera, 30/06/2014

Circunstancias de observación

• 5 estaciones

• Binoculares y reflectores – aberturas entre 5 e 25 cm

• Métodos:

� Visual: 3 positivas + 1 miss

� CCD: 1 positiva

Movimiento del asteroide

Hipótesis: elipse más achatada según curva

de luz de rotación

Largo de la cuerda más grande: 102 km

Cuerda más grande medida anteriormente: 98 km (2005)

Proyección del diámetro

de la estrella: 9,4 km

Observadores cercanos al límitenorte registraron

ocultación “gradual”

Sobre la estrella HIP 91781

• Diámetro aparente:� Africano et al. 1977: 7,5 ± 1.3 mas

� Ridgway et al. 1979: 8,69 ± 0.16 mas

� Ridgway et al. 1980: 7,53 ± 0.17 mas

� Hadick & Lien 1982: 4,90 ± 0.76 mas

� Cadars et al. 2001: 8,3 mas

Hadick & Lien, Astron. J. 87 (1982)

Sobre la estrella HIP 91781

• Duplicidad:

� Ridgway et al. (1979, 1980), Eitter & Beavers (1979) y Africano et al. (1977) no mencionan duplicidad.

�Hadick & Lien, 1982: es doble!

� Diferencia de magnitud: 2,65 mag

� Separación: 608 mas

� Ángulo de posição: 43°

� Interferometría: ninguna compañera con sep. > 30 mas

� Ocultación lunar IOTA (Dunham 1979): doble, separación de 50 mas

�Que tenemos a decir:

� Caída de magnitud registrada por CCD es 2,5 mag: mitad de lo predicho, concuerda con Hadick & Lien.

� Suponiendo doble, separación mínima ~10 mas.

“[The observation of] HIP 91781

presents an interpretive puzzle”Hadick & Lien, 1982

3. Ocultaciones por Ceres

Gomes-Júnior, BLG, Braga-Ribas et al., MNRAS 451, 2295-2302 (2015)

• 17/08/2010, UCAC4 313-111823: V = 11,55• Baja velocidad: 3,9 km/s

• 25/10/2013, UCAC4 496-058191: V = 10,05• Evento más rápido: 42,6 km/s

Russel et al., SSERVI Meeting (2015)Dawn0,075 ± 0,005963 ± 3

Carry et al., A&A478 (2008).Keck0,074 ± 0,007959 ± 5

Thomas et al., Nature 437 (2005).HST0,067 ± 0,005975 ± 4

Método Ref.AchatamientoDiámetro ecuatorial (km)

Millis et al., Icarus72 (1987).Ocultación0,05 ± 0,01959 ± 5

Drummond et al., Icarus 236 (2014)Keck+VLT0,078 ±0,015967 ± 10

Gomes-Júnior et al, MNRAS 451 (2015)Ocultación0,08 ± 0,03972 ± 6

4. La ocultación estelar por (10199) Chariklo, 03/06/2013

• Centauro; órbita entre Saturno y Urano

• Posible TNO disperso por perturbaciones de Urano

• Mag-R estrella: 12,4

• Duración predicha: ~20s

Braga-Ribas et al, Nature 508, 2014.

Chariklo: diámetro ~250kmAnillosAnchura: 7 y 3 kmRayo orbital: 391 y 405 kmProfundidad óptica: 0,4 y 0,06

Braga-Ribas et al, Nature 508, 2014.

Braga-Ribas et al, Nature 508, 2014.

Braga-Ribas et al., Nature 508, 72 (2014)

ESO/L. Calçada/M. Kornmesser/Nick Risinger

ESO/L. Calçada/Nick Risinger

Comparación con el sistema de Saturno.

JOA 2014-2

Prometheus, Pandora y Anillo F

NASA, JPL, Voyager

Satélites pastores, Saturno

Daphnis y la división de Keeler, Saturno

NASA/ESA, Cassini

El futuro: GAIA• Precisión astrométrica: 24 µas

• Límite de magnitud: 20

• Determinación de órbita de pequeños cuerpos (mejora por un factor de 1000 en precisión)

• Estrellas dobles resueltas para sep > ~0.1 arcsec

Ocultaciones

• Estrellas dobles: precisión comparable a la de GAIA, controle de los parámetros de los sistemas a largo plazo

• Astrometría de asteroides: estudio de pequeñas perturbaciones

• Formas de asteroides: en varias orientaciones

• Satélites irregulares: predicciones más precisas, mejor caracterización física

Mensaje(a guisa de conclusión)

• Ocultaciones: excelente técnica para estudio de los pequeños cuerpos del Sistema Solar

• Técnica podrá ser utilizada en su plenitud en la era GAIA

• Oportunidad de trabajo con pequeños telescopios

• Oportunidad de colaboración entre astrónomos aficionados y profesionales

Breno Loureiro Giacchini

www.rea-brasil.org/ocultacoes

Obrigado! ¡Gracias!