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???metadata.dc.type???: Tese
Title: DETERMINATION OF PHYSICAL PROPERTIES AND TOPOGRAPHY OF TNOS FROM STELLAR OCCULTATIONS AND ROTATIONAL LIGHT CURVES: THE CASE OF 2002 MS4 OBJECT
???metadata.dc.creator???: ROMMEL, FLAVIA LUANE
???metadata.dc.contributor.advisor1???: BRAGA RIBAS, FELIPE
???metadata.dc.description.resumo???: Quarenta e cinco anos se passaram desde a descoberta de Chiron, três décadas desde a primeira observação de um objeto trans-netuniano (exceto Plutão) e atualmente milhares de pequenos corpos foram descobertos no sistema solar exterior. Devido a sua distância ao Sol, acredita-se que sua composição físico-química global foi pouco afetada desde sua formação. Portanto, estudos sobre esses corpos podem revelar informações valiosas sobre a formação e evolução dinâmica do sistema solar. No entanto, devido principalmente ao seu baixo brilho e pequeno tamanho angular no plano do céu, o conhecimento a respeito dos centauros e objetos trans-netunianos ainda é escasso e fragmentado. Observações diretas destes objetos distantes a partir da Terra são possíveis apenas para algumas dezenas deles e telescópios espaciais também detectaram algumas centenas de objetos na banda do térmico. Portanto, as propriedades físicas da maioria destes corpos permanece completamente desconhecidas. No entanto, a acurácia dos catálogos estelares atuais trouxe a tona uma das mais acuradas técnicas para determinação de tamanho e forma de pequenos corpos, as ocultações estelares. Ela consiste em adquirir imagens fotométricas de uma estrela enquanto um pequeno corpo transita em frente a ela no plano do céu, bloqueado seu fluxo para um dado observador. Elas tem sido utilizadas com sucesso nos últimos dez anos para derivações de forma e tamanho de pequenos corpos, mas também para descobrir estruturas circundantes como anéis e jatos. Este trabalho analisa nove ocultações estelares por 2002 MS4 e uma por 2004 XR190. As imagens foram adquiridas entre 2019 e 2022 em telescópios do mundo todo e vieram de vários instrumentos diferentes. Portanto precisaram ser padronizadas antes de serem submetidas à fotometria de abertura. A fotometria de abertura forneceu o fluxo estelar em função do tempo para cada estação observacional, as curvas de luz de ocultação. Cada detecção positiva de ocultação é uma medida do perfil do corpo e, analisando todas as cordas positivas no plano do céu, o limbo projetado do objeto é obtido com acurácia sub-quilométrica. Diferente do esperado para objetos grandes, 2002 MS4 não apresentou um limbo perfeitamente arredondado. Assim uma metodologia de busca e caracterização de topografia é desenvolvida para medi-lo adequadamente. Esta é a primeira vez que uma ocultação multi-cordas detecta topografia significativa em um objeto trans-netuniano. Imagens diretas dos objetos trans-netunianos oriundos de repositórios públicos e privados também foram analisadas através de abordagens distintas. Devido à diversidade de formatos e chaves no cabeçalho das imagens, elas foram submetidas à uma etapa de pré-processamento antes da fotometria de abertura. A partir destas imagens, a fotometria de abertura fornece o fluxo do objeto em função do tempo e as curvas de luz não oferecem uma medida do limbo do corpo. No entanto, a variação de fluxo do objeto em função do ângulo de fase pode fornecer sua magnitude absoluta e alguma informação sobre sua superfície. Uma curva de rotação também pode ser obtida se os dados forem precisos o suficiente. Este trabalho apresenta estimativas de magnitude absoluta e períodos de rotação para os objetos estudados.
Abstract: Forty-five years had elapsed since the discovery of Chiron, three decades since the first observation of a trans-Neptunian object (except Pluto), and currently, thousands of small objects have been discovered in the outer solar system. Due to the significant distances from the Sun, it is thought that their global physical-chemical composition has been unaffected since their formation. Therefore, studies about these objects may reveal valuable information about the solar system’s formation and dynamical evolution. However, mainly due to the faintness and small angular sizes on the sky plane, the knowledge about Centaurs and trans-Neptunian objects is still scarce and fragmented. Direct images of these distant objects acquired from Earth are possible only for a few dozen of them, and space-based telescopes also detected a few hundred objects in the thermal band. Therefore, the physical properties of most objects remain entirely unknown. However, the current stellar catalogs’ accuracy brings to light one of the most accurate technique to determine an object’s size and shape from Earth, the stellar occultations. It consists of acquiring photometric images of a star while a small object passes in front of it (at the sky plane), blocking its flux for a given observer. Occultations have been used successfully in the last ten years for small bodies’ size and shape derivations, but also to discover surrounding structures like rings and jets. This work analyzes nine stellar occultations by 2002 MS4 and one by 2004 XR190. The images were acquired between 2019 and 2022 from telescopes worldwide and came from various instruments. Therefore, standardization was needed before submitting them to the aperture photometry. The aperture photometry provided the stellar flux as a function of time for each observational station, the occultation light curves. Each positive detection of the occultation is a measurement of the object’s limb, and by analyzing all the positive chords at the sky plane, the object’s projected limb is derived with sub-km accuracy. Unlike the expected for large objects, the 2002 MS4 did not present a perfectly rounded limb. Thus a topography search and characterization methodology is developed to measure it adequately. This is the first time that a multichord occultation detected significant topography in a trans-Neptunian object. Direct images of trans-Neptunian objects from public and private repositories are also analyzed through different approaches. Due to the diversity of formats and header keys, they are submitted to a pre-processing step before the aperture photometry. In these images, the aperture photometry gives the object’s flux as a function of time, and the light curves do not provide a limb measurement. However, the variation of the object’s flux as a function of the phase angle may provide the absolute magnitude and some superficial information. A rotational light curve also may be derived if data are precise enough. This work presents estimates of the object’s absolute magnitude and the rotational period from absolute photometry.
Keywords: Ocultações estelares;Objetos trans-netunianos;2002 MS4;2004 XR190.
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTRONOMIA::ASTROFISICA DO SISTEMA SOLAR
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Observatorio Nacional
???metadata.dc.publisher.initials???: ON
???metadata.dc.publisher.department???: Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Astronomia
Citation: ROMMEL, FLAVIA LUANE. DETERMINATION OF PHYSICAL PROPERTIES AND TOPOGRAPHY OF TNOS FROM STELLAR OCCULTATIONS AND ROTATIONAL LIGHT CURVES: THE CASE OF 2002 MS4 OBJECT. 2022, 161 páginas da Tese do Programa de Pós-Graduação em Astronomia) - Observatório Nacional, RJ .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/149
Issue Date: 19-Dec-2022
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Teses de Doutorado PPGA

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