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28978 Ixión

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28978 Ixión ( / ɪ k ˈ s aɪ . ə n / ; designación provisional 2001 KX 76 ) es un gran objeto transneptuniano . Está ubicado en el cinturón de Kuiper , una región de objetos helados que orbitan más allá de Neptuno en el Sistema Solar exterior . Ixión está clasificado como un plutino , una clase dinámica de objetos en resonancia orbital 2:3 con Neptuno . Fue descubierto en mayo de 2001 por astrónomos del Deep Ecliptic Survey en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo , y fue anunciado en julio de 2001. El objeto recibe su nombre de la figura mitológica griega Ixión , que fue rey de los lapitas .

En luz visible , Ixión aparece oscuro y de color rojo moderado debido a los compuestos orgánicos que cubren su superficie. Se sospecha que hay hielo de agua en la superficie de Ixión, pero podría existir en cantidades ínfimas ocultas bajo una gruesa capa de compuestos orgánicos . Ixión tiene un diámetro medido de 697 km (433 mi) , lo que lo convierte en el cuarto plutino más grande conocido . Parece ser un objeto de transición entre los cuerpos pequeños del Sistema Solar de forma irregular y los planetas enanos esféricos . [ 18 ] Actualmente no se sabe que Ixión tenga un satélite natural , por lo que se desconocen su masa y densidad .  

Historia

Descubrimiento

Ixión fue descubierto el 22 de mayo de 2001 por un equipo de astrónomos en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo en Chile . [ 5 ] [ 19 ] Liderado por Robert L. Millis , el descubrimiento tuvo lugar a través del Deep Ecliptic Survey , un estudio astronómico de objetos del cinturón de Kuiper ubicados cerca del plano de la eclíptica , utilizando telescopios del Observatorio Nacional de Astronomía Óptica . [ 20 ] [ 19 ] En la noche del 22 de mayo de 2001, los astrónomos estadounidenses James Elliot y Lawrence Wasserman identificaron a Ixión en imágenes digitales del cielo austral tomadas con el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en Cerro Tololo. [ 21 ] [ 19 ] Elliot notó por primera vez a Ixión mientras compilaba dos imágenes tomadas con aproximadamente dos horas de diferencia, [ 22 ] [ 19 ] que revelaron el movimiento lento de Ixión en relación con las estrellas de fondo. [ c ] En el momento de su descubrimiento, Ixión se encontraba en la constelación de Escorpio . [ d ]

Los descubridores de Ixión observaron que parecía relativamente brillante para un objeto distante, lo que implicaba que podría ser bastante grande para un objeto transneptuniano. [ 19 ] [ 24 ] El descubrimiento respaldó las sugerencias de que existían grandes objetos transneptunianos no descubiertos, comparables en tamaño a Plutón. [ 19 ] [ 25 ] Desde el descubrimiento de Ixión, se han descubierto numerosos objetos transneptunianos grandes, en particular los planetas enanos Haumea , Eris y Makemake ; especialmente, Eris tiene casi el mismo tamaño que Plutón. [ 26 ]

El descubrimiento de Ixión fue anunciado formalmente por el Centro de Planetas Menores en una Circular Electrónica de Planetas Menores el 1 de julio de 2001. [ 21 ] Se le asignó la designación provisional 2001 KX 76 , lo que indica que fue descubierto en la segunda quincena de mayo de 2001. Ixión fue el objeto número 1923 descubierto en la segunda quincena de mayo, como lo indican la última letra y los números de su designación provisional. [ 27 ]

En el momento de su descubrimiento, se creía que Ixión se encontraba entre los objetos transneptunianos más grandes del Sistema Solar , como lo implicaba su alto brillo intrínseco . [ 19 ] [ 24 ] Estas características de Ixión impulsaron observaciones de seguimiento para determinar su órbita, lo que a su vez mejoraría la certeza de las estimaciones de tamaño posteriores de Ixión. [ 28 ] [ 25 ] En agosto de 2001, un equipo de astrónomos utilizó el observatorio virtual Astrovirtel del Observatorio Europeo Austral para escanear automáticamente fotografías de archivo previas al descubrimiento obtenidas de varios observatorios. [ 25 ] El equipo obtuvo nueve imágenes previas al descubrimiento de Ixion, siendo la más antigua tomada por el Observatorio de Siding Spring el 17 de julio de 1982. [ 29 ] [ 30 ] Estas imágenes previas al descubrimiento, junto con las observaciones de seguimiento posteriores con el telescopio MPG/ESO de 2,2 metros del Observatorio de La Silla en 2001, extendieron el arco de observación de Ixion en más de 18 años, suficiente para que su órbita se determinara con precisión y fuera elegible para la numeración por el Centro de Planetas Menores. [ 25 ] [ 30 ] A Ixion se le asignó el número permanente de planeta menor 28978 el 2 de septiembre de 2001. [ 31 ]

Nombre y símbolo

Este planeta menor recibe su nombre de la figura mitológica griega Ixión , de acuerdo con la convención de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional (IAU) de nombrar plutinos (objetos en resonancia orbital 3:2 con Neptuno ) en honor a figuras mitológicas relacionadas con el inframundo . [ 32 ] En la mitología griega, Ixión era el rey de los lapitas , condenado a una eternidad atado a una rueda solar ardiente en el inframundo. [ 33 ] [ 34 ] El nombre de Ixión fue sugerido por Elaine K. Elliot, [ 2 ] [ 34 ] la esposa de uno de los miembros del Deep Ecliptic Survey. [ 35 ] : 17 La cita del nombre fue publicada por el Minor Planet Center el 28 de marzo de 2002. [ 36 ]

Se han propuesto varios símbolos para Ixión con fines astrológicos . [ 37 ] Sandy Turnbull propuso un símbolo para Ixión ( ), que incluye las iniciales I y X, además de representar la rueda solar a la que Ixión estaba ligado en el Tártaro. Denis Moskowitz, un ingeniero de software de Massachusetts que diseñó los símbolos para la mayoría de los planetas enanos, sustituye la letra griega iota (Ι) y xi (Ξ) por I y X, creando una variante ( ). Estos símbolos se mencionan ocasionalmente en sitios web astrológicos, pero no se utilizan ampliamente. [ 37 ] Otro símbolo es la rueda de Ixión, . [ 38 ]

Órbita

Diagrama que muestra una vista oblicua de las órbitas inclinadas de Ixión (blanco) y Plutón (magenta) en comparación con los planetas principales.

Ixión orbita el baricentro del Sol con un semieje mayor de 39,5 unidades astronómicas (UA), lo que lo sitúa en el cinturón de Kuiper más allá de la órbita de Neptuno . [ a ] ​​Ixión tarda 248 años en completar una órbita, [ a ] ​​lo que lo sitúa en una resonancia de movimiento medio de 2:3 con Neptuno. [ 4 ] [ 9 ] Por cada dos revoluciones que realiza alrededor del Sol, Neptuno realiza exactamente tres. [ 40 ] Por lo tanto, es un miembro de los plutinos , una gran población de objetos transneptunianos que reciben su nombre de su miembro más grande, Plutón . [ 9 ] [ 40 ] [ e ]

La órbita de Ixión se asemeja mucho a la de Plutón, ya que ambos son plutinos. [ 9 ] Ixión tiene una excentricidad orbital de 0,24 y una inclinación de19,6 ° con respecto a la eclíptica , [ a ] ligeramente mayor que la inclinación de Plutón.17° . [ 41 ] A lo largo de su órbita actual, la distancia de Ixión al Sol varía desde 29,9  UA en el perihelio (distancia más cercana) hasta 49,1  UA en el afelio (distancia más lejana). [ a ] ​​Ixión llegará al perihelio el 24 de septiembre de 2070. [ 8 ] Debido a las perturbaciones gravitacionales de los planetas gigantes , [ 42 ] : 4 [ 43 ] : 3 los elementos orbitales de Ixión varían con el tiempo. [ 4 ] Las simulaciones de la órbita de Ixión muestran que en 10 millones de años, su semieje mayor puede fluctuar entre39,1–40,0  UA , excentricidad entre 0,20 y 0,30, e inclinación entre 15,0 y 19,5°. [ 4 ] Esto significa que el perihelio de Ixión puede llegar a ser tan bajo como27,5  UA y su afelio tan alto como51,9  UA . [ 4 ]

Rotación

El período de rotación de Ixión es incierto; varias mediciones fotométricas sugieren que muestra muy poca variación en brillo, con una pequeña amplitud de curva de luz de menos de 0,15 magnitudes . [ 10 ] [ 44 ] [ 45 ] Los intentos iniciales para determinar el período de rotación de Ixión fueron realizados por el astrónomo Ortiz y colegas en 2001 pero arrojaron resultados no concluyentes. Aunque sus datos fotométricos a corto plazo fueron insuficientes para determinar el período de rotación de Ixión basándose en sus variaciones de brillo, pudieron restringir la amplitud de la curva de luz de Ixión por debajo de 0,15 magnitudes. [ 46 ] [ 45 ] Los astrónomos Sheppard y Jewitt obtuvieron resultados igualmente no concluyentes en 2003 y proporcionaron una restricción de amplitud menor a 0,05 magnitudes, considerablemente menor que la restricción de amplitud de Ortiz. [ 47 ] En 2010, los astrónomos Rousselot y Petit observaron Ixión con el Telescopio de Nueva Tecnología del Observatorio Europeo Austral y determinaron que el período de rotación de Ixión era15,9 ± 0,5 horas, con una amplitud de curva de luz de alrededor de 0,06 magnitudes. [ 44 ] Galiazzo y sus colegas obtuvieron un período de rotación más corto de12,4 ± 0,3 horas en 2016, aunque calcularon que existe una probabilidad del 1,2% de que su resultado sea inexacto. [ 10 ]

Características físicas

Tamaño, forma y brillo

Las observaciones de ocultaciones estelares de 2020 a 2023 han demostrado que Ixión es un cuerpo casi esferoidal con un diámetro equivalente de área de 697 km (433 mi) . [ 9 ] La forma de Ixión es ligeramente aplanada , con su diámetro mayor de 727 km (452 ​​mi) y su diámetro menor de 668 km (415 mi) . [ 9 ] La forma de Ixión muestra pocos cambios entre diferentes fechas de observaciones de ocultación, lo que indica que es mayormente axisimétrico alrededor de su eje de rotación (con una forma ligeramente triaxial ). [ 9 ] Comparado con Plutón y su luna Caronte , Ixión es menos de un tercio del diámetro de Plutón y tres quintos del diámetro de Caronte. [ f ] Ixión es el cuarto plutino más grande con un diámetro medido, después de Achlys , Orcus y Plutón. [ 41 ]      

Ixion se encuentra en el rango de diámetro de 400 a 1000 km (250 a 620 millas) donde los objetos transneptunianos se observan típicamente con densidades inferiores a la del hielo de agua (  1  g/cm³ ) . [ 18 ] Sin embargo, la masa y la densidad de Ixión son desconocidas porque no se sabe que tenga satélites o lunas naturales . [ 9 ] El Telescopio Espacial Hubble observó Ixión en 2002 y 2006, [ 1 ] [ 58 ] pero no se detectaron lunas más brillantes que el 0,5% del brillo de Ixión más allá de una separación angular de 0,5 segundos de arco . [ 54 ] Las observaciones de ocultación estelar de 2020 a 2023 no mostraron evidencia de anillos más gruesos que un kilómetro de ancho y 0,1 en profundidad óptica . [ 9 ]

Las observaciones ópticas de Ixión muestran que tiene una magnitud absoluta de 3,8 y un albedo geométrico (reflectividad) de 0,11. [ 9 ] En términos de magnitud absoluta, Ixión fue el objeto más brillante descubierto por el Sondeo Eclíptico Profundo [ 59 ] y se encuentra entre los veinte objetos transneptunianos más brillantes conocidos según el astrónomo Michael Brown y el Centro de Planetas Menores. [ 26 ] [ 60 ]

Cuando se descubrió Ixión, se pensó que era el objeto más grande y brillante del cinturón de Kuiper. [ 59 ] [ 19 ] [ 28 ] Bajo la suposición de un albedo bajo, se presumió que tenía un diámetro de alrededor de 1200 km (750 mi) , lo que lo habría hecho más grande que el planeta enano Ceres y casi del tamaño de Caronte. [ 19 ] Desde entonces, mediciones más precisas de telescopios espaciales infrarrojos y ocultaciones estelares han revisado a la baja el diámetro de Ixión, siendo la medición más precisa de 697 km (433 mi) a fecha de 2026.    . [ 9 ]

Posible planeta enano

El astrónomo Gonzalo Tancredi consideró a Ixión un candidato probable a planeta enano porque su diámetro es lo suficientemente grande como para volverse teóricamente redondo bajo equilibrio hidrostático , y su variación de brillo rotacional es lo suficientemente baja como para sugerir una forma casi esférica. [ 61 ] El astrónomo estadounidense Michael Brown considera que es muy probable que Ixión sea un planeta enano, ubicándolo en el extremo inferior del rango de "muy probable". [ 26 ]

Espectros y superficie

Gráfico de las mediciones de la cuerda de ocultación estelar de Ixión, que muestra su forma de esferoide achatado.

La superficie de Ixion es muy oscura y poco evolucionada, parecida a la de objetos más pequeños y primitivos del cinturón de Kuiper como Arrokoth . [ 11 ] En el espectro visible , Ixion aparece moderadamente rojo en color, similar al gran objeto del cinturón de Kuiper Quaoar . [ 62 ] El espectro de reflectancia de Ixion muestra una pendiente espectral roja que se extiende desde longitudes de onda de 0,4 a 0,95 μm , en las que refleja más luz en estas longitudes de onda. Más allá de 0,85 μm, el espectro de Ixion se vuelve plano y sin rasgos distintivos, especialmente en longitudes de onda del infrarrojo cercano . [ 62 ] En el infrarrojo cercano, el espectro de reflectancia de Ixion aparece en color neutro y carece de firmas de absorción aparentes de hielo de agua en longitudes de onda de 1,5 y 2 μm. [ 63 ] Aunque el hielo de agua parece estar ausente en el espectro infrarrojo cercano de Ixion, Barkume y sus colegas informaron en 2007 la detección de débiles señales de absorción de hielo de agua en dicho espectro. [ 64 ] El espectro infrarrojo cercano sin rasgos distintivos de Ixion indica que su superficie está cubierta por una gruesa capa de compuestos orgánicos oscuros irradiados por la radiación solar y los rayos cósmicos . [ 63 ]   

El color rojo de la superficie de Ixión se origina por la irradiación de clatratos que contienen agua y materia orgánica por la radiación solar y los rayos cósmicos, lo que produce heteropolímeros oscuros y rojizos llamados tolinas que cubren su superficie. [ 46 ] La producción de tolinas en la superficie de Ixión es responsable del espectro rojo y sin rasgos distintivos de Ixión, así como de su bajo albedo superficial. El color neutro de Ixión en el infrarrojo cercano y la aparente falta de hielo de agua indican que tiene una gruesa capa de tolinas que cubre su superficie, lo que sugiere que Ixión ha sufrido una irradiación a largo plazo y no ha experimentado un resurfacing por eventos de impacto que de otro modo podrían exponer el hielo de agua subyacente. [ 13 ] [ 63 ] Si bien generalmente se sabe que Ixión tiene un color rojo, las observaciones visibles y del infrarrojo cercano realizadas por el Very Large Telescope (VLT) en 2006 y 2007 encontraron paradójicamente un color más azul. [ 65 ] Se concluyó que esta discrepancia era un indicio de heterogeneidades en su superficie, lo que también podría explicar las detecciones contradictorias de hielo de agua en varios estudios. [ 65 ]

En 2003, las observaciones del VLT resolvieron tentativamente una débil característica de absorción a 0,8  μm en el espectro de Ixion, que posiblemente podría atribuirse a materiales de la superficie alterados acuosamente por el agua. Sin embargo, no se confirmó en un estudio de seguimiento de Boehnhardt y colegas en 2004, concluyendo que la discrepancia entre los resultados espectroscópicos de 2003 y 2004 puede ser el resultado de la superficie heterogénea de Ixion. [ 46 ] En ese mismo estudio, sus resultados de observaciones fotométricas y polarimétricas sugieren que la superficie de Ixion consiste en una mezcla de material mayoritariamente oscuro y una proporción menor de material más brillante y helado. Boehnhardt y colegas sugirieron una proporción de mezcla de 6:1 para material oscuro y brillante como un modelo de mejor ajuste para un albedo geométrico de 0,08. [ 46 ] Basándose en resultados espectroscópicos visibles e infrarrojos combinados, sugirieron que la superficie de Ixión consiste en una mezcla principalmente de carbono amorfo y tolinas, con el siguiente modelo de mejor ajuste para la composición de la superficie de Ixión: 65 % de carbono amorfo, 20 % de tolinas de hielo cometario (hielo tolina II), 13 % de tolinas de Titán ricas en nitrógeno y metano , y 2 % de hielo de agua. [ 46 ]

En 2005, los astrónomos Lorin y Rousselot observaron Ixion con el VLT en un intento por buscar evidencia de actividad cometaria. No detectaron una coma alrededor de Ixion, estableciendo un límite superior de 5,2 kilogramos por segundo para la tasa de producción de polvo de Ixion. [ 66 ]

Exploración

La sonda New Horizons , que sobrevoló con éxito Plutón en 2015, observó Ixion desde lejos utilizando su cámara de largo alcance los días 13 y 14 de julio de 2016. [ 11 ] La sonda detectó Ixion con una magnitud de 20,2 desde una distancia de 15 UA (2200 millones de km; 1400 millones de millas) y pudo observarlo desde un ángulo de fase elevado de 64°, lo que permitió determinar las propiedades de dispersión de la luz y el comportamiento de la curva de fase fotométrica de su superficie. [ 11 ]     

En un estudio publicado por Ashley Gleaves y sus colegas en 2012, Ixion fue considerado como un objetivo potencial para un concepto de misión orbital , que se lanzaría en un cohete Atlas V 551 o Delta IV HLV . Para una misión orbital a Ixion, la nave espacial tiene una fecha de lanzamiento en noviembre de 2039 y utiliza asistencia gravitatoria de Júpiter, tardando entre 20 y 25 años en llegar. [ 67 ] Gleaves concluyó que Ixion y Huya eran los objetivos más factibles para el orbitador, ya que las trayectorias requerían la menor cantidad de maniobras para la inserción orbital alrededor de cualquiera de ellos. [ 67 ] Para una misión de sobrevuelo a Ixion, la científica planetaria Amanda Zangari calculó que una nave espacial podría tardar poco más de 10 años en llegar a Ixion utilizando asistencia gravitatoria de Júpiter, basándose en una fecha de lanzamiento de 2027 o 2032. Ixion estaría aproximadamente a 31 a 35  UA del Sol cuando la nave espacial llegue. Como alternativa, una misión de sobrevuelo con una fecha de lanzamiento posterior, en 2040, también tardaría poco más de 10 años, utilizando la asistencia gravitatoria de Júpiter. Para cuando la nave espacial llegue en 2050, Ixion estaría aproximadamente a 31 o 32  UA del Sol. [ 68 ] También se han considerado otras trayectorias utilizando asistencias gravitatorias de Júpiter o Saturno. Una trayectoria que utilice asistencias gravitatorias de Júpiter y Saturno podría tardar menos de 22 años, con una fecha de lanzamiento de 2035 o 2040, mientras que una trayectoria que utilice una asistencia gravitatoria de Saturno podría tardar al menos 19 años, con una fecha de lanzamiento de 2038 o 2040. Utilizando estas trayectorias alternativas para la nave espacial, Ixion estaría aproximadamente a 30  UA del Sol cuando llegue. [ 68 ]

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 4 5 Estos elementos orbitales se expresan en términos del baricentro del sistema solar (SSB) como marco de referencia. [ 7 ] Debido a las perturbaciones planetarias , el Sol gira alrededor del SSB a distancias no despreciables, por lo que los elementos orbitales y las distancias en el marco heliocéntrico (como los que se dan en la base de datos de cuerpos pequeños del JPL [ 2 ] ) pueden variar en escalas de tiempo cortas. [ 39 ]
  2. ↑ El programa JPL Horizons calcula con precisión el perihelio mediante integración numérica . La base de datos JPL SBDB asume que el objeto y el Sol son los únicos dos objetos en el universo y que la órbita es inmutable.
  3. ↑ El Boletín Electrónico de Planetas Menores publicado en julio de 2001 enumera dos coordenadas de Ixión tomadas de las dos observaciones registradas en Cerro Tololo ( código del observatorio 806) el 22 de mayo de 2001. El tiempo entre la primera y la segunda observación es de 0,08127 días, o aproximadamente 1,95 horas. Dentro de este intervalo de tiempo, Ixión se ha movido aproximadamente 0,41 segundos de arco desde su posición original observada por primera vez por Cerro Tololo. [ 21 ]
  4. ↑ Las coordenadas ecuatoriales dadas de Ixión durante el 22 de mayo de 2001 son 16 h 16 m 06.12 s y −19 °  13 ′  45.6 ″ , [ 21 ] [ 5 ] que está cerca de las coordenadas de la constelación de Escorpio alrededor de 17 h y −40 ° . [ 23 ]
  5. ↑ Cuando se descubrió Ixión, inicialmente se pensó que estaba en una resonancia orbital 3:4 con Neptuno. [ 19 ] [ 24 ]
  6. ↑ Las estimaciones actuales de los diámetros de Plutón y Caronte son2376  km y1212  km , respectivamente. [ 57 ] Un tercio del diámetro de Plutón es792  km y tres quintos del diámetro de Caronte es727  km —compárese con el diámetro de Ixión697  km .

Referencias

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