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mercoledì 10 aprile 2019

ORCO e VANTH - Un possibile pianeta nano della fascia di Kuiper e la sua luna. by Andreotti Roberto - INSA.

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Aggiornato il 23/05/2020

Orco e Vanth


Orco
E' un grande plutino in risonanza orbitale 2:3 con Nettuno di circa 910 km. (originariamente conosciuto con la designazione provvisoria di 2004 DW) è un corpo celeste appartenente alla Fascia di Kuiper (KBO).

Scoperta:
Fu scoperto il 17 febbraio 2004 da Michael E. Brown del California Institute of Technology, Chad Trujillo dei Telescopi Gemini e David Lincoln Rabinowitz dell'Università di Yale.
Le immagini della scoperta di questo oggetto furono acquisite il 17 febbraio 2004. Ma il corpo celeste è stato identificato successivamente in alcune immagini fotografiche in archivio risalenti all'8 dicembre 1951.

( Fotogrammi della scoperta ).


Parametri orbitali:
L'orbita di Orco è di 246,94 anni a 39,359 UA dal Sole con un'eccentricità di 0,2212, simile a quella di Plutone, ma con un orientamento diverso, e presenta un'inclinazione orbitale di 20,58242° rispetto all'eclittica.
(entrambi gli oggetti hanno il perielio al di sopra dell'eclittica).
Le simulazioni del Deep Ecliptic Survey (DES) mostrano che nei prossimi 10 milioni di anni Orco può acquisire, grazie alle interazioni gravitazionali, una distanza del perielio (q-min) che può ridursi fino a 27,8 UA.

Risonanza:
Ogni 14.000 anni Orco viene a trovarsi a 18 UA da Nettuno.
Per via della sua risonanza 2:3 con Nettuno, Orco e Plutone vengono a trovarsi in posizioni opposte, per questo Orco è detto "anti-Plutone".


Dati fisici:
Orco ha un diametro di circa 910+50
−40
 km oppure 917±25 km a seconda degli studi differenti, con una magnitudine assoluta (H) di 2.31±0.03 ed un'albedo superficiale di 0.231+0.018
−0.011
.


Le masse dei due corpi sono state determinate dallo studio dell'orbita del satellite e risultano essere di 0,000097 Mt per Orco e di 0,000011 Mt per Vanth, per una densità di 1,53 kg/dm3.
Orco riceve dal Sole un energia di 0,88 W/m2.

( Flusso termico analizzato con i dati dei telescopi spaziali SPITZER ed HERSCHEL ).

Il periodo di rotazione del primario non è conosciuto con certezza, diverse indagini fotometriche hanno prodotto risultati diversi. Alcuni mostrano variazioni di ampiezza bassa con periodi che vanno da 7 a 21 ore, mentre altri non mostrano alcuna variabilità. Tuttavia, il valore ottenuto da Ortiz et al., di circa 10,5 ore, sembra essere quello più probabile (ha determinato un possibile periodo di rotazione di 10,08 +/- 0,01 h per Orco con un'ampiezza di 0,04 +/- 0,02 magnitudini), considerando solo un picco singolo.. I poli rotazionali di Orco probabilmente coincidono con i poli orbitali della sua luna, Vanth. Ciò significa che Orco è attualmente visto in direzione del suo polo, fatto che potrebbe spiegare la quasi assenza di qualsiasi modulazione rotazionale della sua luminosità.
Altri studi riportano il valore di 13,188 h.

( Curve di luce - varie ipotesi dalla più probabile fino alla meno ).



Superficie:
( In foto ricostruzione artistica, in base ai dati spettrali ).

Lo spettro di Orco fu rivisitato da de Bergh et al. (2005). Essi notano l'unicità dello spettro a causa del suo spettro visibile quasi neutro e i suoi relativamente forti righe di assorbimento del ghiaccio d'acqua che ricordano Caronte. Trujillo et al. (2005) hanno modellato uno spettro di Orco con ghiaccio d'acqua e poi calcolato il residuo sottraendo il modello e confrontato con il metano e hanno trovato un rilevamento entro un limite di (sigma3). Hanno trovato che la frazione di superficie massima più adatta a tale ipotesi di ghiaccio d'acqua è del 50% +/- 16%.
Una riga di assorbimento di 2,2 micron è stata rilevata per la prima volta da Barucci et al. (2008) in ottimi dati segnale-rumore che potevano essere attribuiti a NH3 o metano idratati. Hanno poi rilevato la riga di assorbimento a 1,65 micron che indica la presenza di ghiaccio d'acqua nella forma cristallina, e modellato lo spettro ipotizzando un 32% ghiaccio d'acqua (compresi sia cristallino e amorfo), 5% ammoniaca diluito nel ghiaccio d'acqua, e 63% di un componente blu neutralmente assorbente per riprodurre la tendenza complessiva al blu nelle lunghezze d'onda del vicino infrarosso. Hanno scoperto che l'Ammoniaca è probabilmente il componente principale che crea l'assorbimento a 2,2 micron, anche se piccole quantità di metano non possono essere escluse. Questa riga di assorbimento è stata anche provvisoriamente riportata a 2,23 micron da Cook et al. (2007), che hanno suggerito che potrebbe essere dovuto a una miscela di puro ghiaccio di ammoniaca e ammoniaca idrato.
Le varie ipotesi per mantenere questa composizione superficiale prevedono un continuo rinnovamento, che potrebbe essere spiegato da criovulcanismo, generato dal calore prodotto dalle maree causate da Vanth , un'altra possibilità è che l'irradiazione non è così efficiente come ci aspettiamo.


( Nei grafici i risultati spettrali alle varie lunghezze d'onda wavelength ).

Vanth


Osservazioni compiute dal Telescopio Spaziale Hubble dal 13 novembre 2005 in poi, hanno permesso di scoprire un satellite orbitante attorno a Orco.
La scoperta è avvenuta ad opera di Mike Brown e T.A. Suer.
La scoperta del satellite di Orco venne riportata come IAUC 8812 il 22 febbraio 2007.
Il satellite così scoperto venne inizialmente indicato con la designazione provvisoria S/2005 (90482) 1; successivamente gli è stata data la designazione ufficiale di Vanth come la divinità Etrusca degli inferi, nome suggerito per la prima volta da Sonya Taaffe.
Un'occultazione stellare ha determitato un diametro di circa 442 km, ponendo che sia sferico. Analisi spettrali indicano che la sua superficie possiede un albedo di 0,08, ben tre volte più scuro di Orco.
La sua orbita è quasi circolare, con un'eccentricità orbitale di 0,0036, un periodo orbitale di 9,5406 giorni e una distanza di appena 9030 ± 20 km da Orco.
Il baricentro del sistema binario si trova appena fuori dalla superficie di Orco.
Vanth non assomiglia a satelliti collisionali noti perché il suo spettro è molto diverso da quello del suo primario e potrebbe essere un KBO catturato.

Le occultazioni 
stellari di Vanth:
La prima è stata il 3 gennaio 2014 in Giappone e si tratta comunque di un risultato eccezionale, essere riusciti a cogliere l'occultazione stellare di un satellite di un corpo nella fascia di Kuiper.
Però indicativamente, essendo una sola traccia, dice ben poco, in quanto data l'incertezza che ancora persiste sull'orbita di Vanth non possiamo dire in realtà dove passa questa traccia rispetto al centro del satellite, resta ovvio che è una traccia marginale, e non sappiamo se sopra o sotto, quindi non conferma ne smentisce le attuali ipotesi delle sue reali dimensioni.

( Nei due grafici, sopra e sotto, vi sono riportati i risultati dell'occultazione stellare di Vanth il satellite del candidato a pianeta nano Orco, ottenuti in Giappone il 3 gennaio 2014 ).

La seconda occultazione è del 7 marzo 2017.
Sono state fatte osservazioni in cinque siti nel Nord e nel Sud America. Sono state scattate immagini ad alta velocità e a lunghezza d'onda visibile in tutti i siti, oltre alle immagini simultanee in banda K in un punto. Occultazioni del corpo solido sono state osservate da due siti. La ricostruzione post-evento ha suggerito un'occultazione di due diverse stelle osservate da due diversi siti. Il follow-up, l'imaging delle macchioline all'Osservatorio Gemini ha rivelato una seconda stella, che ha verificato che il corpo occulto in entrambi i casi era il satellite di Orco, Vanth.
I due rilevamenti di accordi singoli, con un ritardo di temporizzazione anomalo in un unico accordo, hanno una lunghezza di 291 +/- 125 km e 434,4 +/- 2,4 km.
Le osservazioni, combinate con una mancata rilevazione in un sito vicino, da consentire un vincolo stretto, forniscono un risultato di 443 +/- 10 km per la dimensione di Vanth (supponendo che sia sferico).
L'occultazione è stata rilevata a una distanza in proiezione di 5040 km da Orco.



LINK : https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1810/1810.08977.pdf 
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SCHEDA RIASSUNTIVA PER ORCO E VANTH:
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