Haumea
Planeta enano del Sistema Solar

136108 Haumea
Imagen de baja resolución del telescopio espacial Hubble de Haumea y sus dos lunas, Hiʻiaka (arriba) y Namaka (abajo), junio de 2015
Descubrimiento
Descubierto por
Fecha de descubrimiento
  • 7 de marzo de 2003 (Ortiz)
  • 28 de diciembre de 2004 (Brown)
Designaciones
(136108) Haumea
Pronunciación/ h aʊ ˈ m eɪ . ə , ˌ h ɑː uː -/ [nb 1]
Llamado en honor a
Haumea
2003 EL 61
AdjetivosHaumeano [7]
Símbolo🝻(mayormente astrológico)
Características orbitales [8]
Época 17 de diciembre de 2020 ( JD 2459200.5)
Parámetro de incertidumbre 2
Arco de observación65 años y 291 días (24033 días)
Fecha de pre-recuperación más temprana22 de marzo de 1955
Afelio51,585  UA (7,7170  Tm )
Perihelio34.647 UA (5.1831 Tm)
43.116 UA (6.4501 Tm)
Excentricidad0,19642
283,12 años (103.410 días) [9]
4,53 km/s [nota 2]
218.205 °
0° 0 m 12,533 s / día
Inclinación28.2137°
122.167°
≈ 1 de junio de 2133 [10]
±2 días
239.041°
Satélites conocidos2 ( Hiʻiaka y Namaka )
Características físicas
Dimensiones
  • ≈ 2.100 × 1.680 × 1.074 km [nota 3] [11]
  • 2,322 ± 60  × 1.704 ± 8  × 1.026 ± 32  km [número 4] [12]
  • ≈ 780 km [número 3]
  • 798 ± 6 km a816 km [número 5]
≈8,14 × 10 6  km2 [número 3] [ 13 ]
Volumen≈1,98 × 10 9  km 3 [número 3] [14]
0,0018  Tierras
Masa(4,006 ± 0,040) × 10 21  kg [15]
0.000 66  Tierras
Densidad media
  • ≈2,018 g/cm3 [ número 3]
  • 1,885 ± 0,080 g/ cm3 a1,757 g/cm3 [ número 5]
0,93 m/s 2 en los polos
hasta 0,24 m/s 2 en el eje más largo
1 km/s en los polos
a 0,71 km/s en el eje más largo
3,915 341 ± 0,000 005  h [16]
(0,163 139 208  d )
≈ 126° (a la órbita; se supone)
81,2° o 78,9° (a la eclíptica ) [nb 6]
Ascensión recta del polo norte
282,6° ± 1,2° [17] : 3174 
Declinación del polo norte
−13,0° ± 1,3° o−11,8° ± 1,2° [17] : 3174 
Temperatura< 50  K [20]
  • BB ( neutral )
  • B−V = 0,64, V−R = 0,33  [21]
  • B 0 − V 0 = 0,646  [22]
17.3 ( oposición ) [23] [24]
0,428 ± 0,011 ( banda V )  [16]  · 0,2  [9]

Haumea ( designación de planeta menor : 136108 Haumea ) es un planeta enano ubicado más allá de la órbita de Neptuno . [25] Fue descubierto en 2004 por un equipo dirigido por Mike Brown de Caltech en el Observatorio Palomar , y anunciado formalmente en 2005 por un equipo dirigido por José Luis Ortiz Moreno en el Observatorio de Sierra Nevada en España , quien lo había descubierto ese año en imágenes de pre-recuperación tomadas por el equipo en 2003. A partir de ese anuncio, recibió la designación provisional 2003 EL61.

El 17 de septiembre de 2008, se le dio el nombre de Haumea , la diosa hawaiana del parto, ante la expectativa de la Unión Astronómica Internacional (UAI) de que resultaría ser un planeta enano. Las estimaciones nominales lo convierten en el tercer objeto transneptuniano más grande conocido , después de Eris y Plutón , y aproximadamente del tamaño de la luna Titania de Urano . Se han identificado imágenes previas a la recuperación de Haumea que se remontan al 22 de marzo de 1955. [9]

La masa de Haumea es aproximadamente un tercio de la de Plutón y 1/1400 de la de la Tierra . Aunque su forma no se ha observado directamente, los cálculos a partir de su curva de luz son consistentes con que se trata de un elipsoide de Jacobi (la forma que tendría si fuera un planeta enano), con su eje mayor el doble de largo que su eje menor. En octubre de 2017, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de un sistema de anillos alrededor de Haumea, lo que representa el primer sistema de anillos descubierto para un objeto transneptuniano y un planeta enano.

Hasta hace poco se pensaba que la gravedad de Haumea era suficiente para que se relajara hasta alcanzar el equilibrio hidrostático , aunque ahora no está claro. Se cree que la forma alargada de Haumea, junto con su rápida rotación , sus anillos y su alto albedo (debido a una superficie de hielo de agua cristalina), son las consecuencias de una colisión gigante , que dejó a Haumea como el miembro más grande de una familia de colisiones (la familia Haumea ) que incluye varios objetos transneptunianos grandes y las dos lunas conocidas de Haumea, Hiʻiaka y Namaka .

Historia

Descubrimiento

Dos equipos se atribuyen el mérito del descubrimiento de Haumea. Un equipo formado por Mike Brown de Caltech, David Rabinowitz de la Universidad de Yale y Chad Trujillo del Observatorio Gemini de Hawai descubrió Haumea el 28 de diciembre de 2004, a partir de imágenes que habían tomado el 6 de mayo de 2004. El 20 de julio de 2005, publicaron un resumen en línea de un informe destinado a anunciar el descubrimiento en una conferencia en septiembre de 2005. [26]

Aproximadamente por esta época, José Luis Ortiz Moreno y su equipo del Instituto de Astrofísica de Andalucía en el Observatorio de Sierra Nevada en España encontraron a Haumea en imágenes tomadas entre el 7 y el 10 de marzo de 2003. [27] Ortiz envió un correo electrónico al Minor Planet Center con su descubrimiento la noche del 27 de julio de 2005. [27]

En un principio, Brown reconoció el mérito del descubrimiento a Ortiz, [28] pero empezó a sospechar que el equipo español había cometido un fraude al enterarse de que el observatorio español había accedido a los registros de observación de Brown el día anterior al anuncio del descubrimiento, un hecho que no revelaron en el anuncio como sería habitual. Esos registros incluían suficiente información para permitir al equipo de Ortiz preinscribir a Haumea en sus imágenes de 2003, y se accedió a ellos de nuevo justo antes de que Ortiz programara el tiempo del telescopio para obtener imágenes de confirmación para un segundo anuncio al MPC el 29 de julio. Ortiz admitió más tarde que había accedido a los registros de observación de Caltech, pero negó haber cometido ningún delito, afirmando que simplemente estaba verificando si habían descubierto un nuevo objeto. [29]

El protocolo de la UAI es que el crédito por el descubrimiento de un planeta menor corresponde a quien primero envíe un informe al MPC ( Minor Planet Center ) con suficientes datos posicionales para una determinación decente de su órbita, y que el descubridor acreditado tiene prioridad en la elección de un nombre. Sin embargo, el anuncio de la UAI del 17 de septiembre de 2008, de que Haumea había sido nombrado por un comité dual establecido para cuerpos que se esperaba que fueran planetas enanos, no mencionó a un descubridor. La ubicación del descubrimiento fue indicada como el Observatorio de Sierra Nevada del equipo español, [30] [31] pero el nombre elegido, Haumea, fue la propuesta de Caltech. El equipo de Ortiz había propuesto " Ataecina ", la antigua diosa ibérica de la primavera; [27] como una deidad ctónica , habría sido apropiado para un plutino , que Haumea no era.

Nombre y símbolo

Hasta que se le dio un nombre permanente, el equipo de descubrimiento de Caltech usó el apodo de " Santa " entre ellos, porque habían descubierto Haumea el 28 de diciembre de 2004, justo después de Navidad. [32] El equipo español fue el primero en presentar una reclamación por descubrimiento al Minor Planet Center , en julio de 2005. El 29 de julio de 2005, Haumea recibió la designación provisional 2003 EL 61 , basada en la fecha de la imagen del descubrimiento española. El 7 de septiembre de 2006, fue numerado y admitido en el catálogo oficial de planetas menores como (136108) 2003 EL 61 .

Siguiendo las directrices establecidas en su momento por la UAI de que los objetos clásicos del cinturón de Kuiper debían recibir nombres de seres mitológicos asociados con la creación, [33] en septiembre de 2006 el equipo de Caltech presentó a la UAI nombres formales de la mitología hawaiana tanto para (136108) 2003 EL 61 como para sus lunas, con el fin de "rendir homenaje al lugar donde se descubrieron los satélites". [34] Los nombres fueron propuestos por David Rabinowitz del equipo de Caltech. [25] Haumea es la diosa matrona de la isla de Hawái , donde se encuentra el Observatorio de Mauna Kea . Además, se la identifica con Papa , la diosa de la tierra y esposa de Wākea (espacio), [35] lo que, en ese momento, parecía apropiado porque se pensaba que Haumea estaba compuesta casi en su totalidad de roca sólida, sin el grueso manto de hielo sobre un pequeño núcleo rocoso típico de otros objetos conocidos del cinturón de Kuiper. [36] [37] Por último, Haumea es la diosa de la fertilidad y el parto, con muchos niños que surgieron de diferentes partes de su cuerpo; [35] esto corresponde al enjambre de cuerpos helados que se cree que se desprendieron del cuerpo principal durante una antigua colisión. [37] Las dos lunas conocidas, que también se cree que se formaron de esta manera, [37] reciben su nombre de dos de las hijas de Haumea, Hiʻiaka y Nāmaka . [36]

La propuesta del equipo de Ortiz, Ataecina, no cumplía con los requisitos de denominación de la UAI, porque los nombres de las deidades ctónicas estaban reservados para objetos transneptunianos con resonancia estable , como los plutinos , que resuenan 3:2 con Neptuno, mientras que Haumea estaba en una resonancia intermitente 7:12 y, por lo tanto, según algunas definiciones, no era un cuerpo resonante. Los criterios de denominación se aclararían a fines de 2019, cuando la UAI decidió que se utilizarían figuras ctónicas específicamente para los plutinos. (Véase Ataecina § Planeta enano ).

Un símbolo planetario para Haumea, ⟨🝻⟩ , está incluido en Unicode en U+1F77B. [38] Los símbolos planetarios ya no se usan mucho en astronomía, y 🝻 es usado principalmente por astrólogos, [39] pero también ha sido usado por la NASA. [40] El símbolo fue diseñado por Denis Moskowitz, un ingeniero de software en Massachusetts; combina y simplifica los petroglifos hawaianos que significan 'mujer' y 'parto'. [41]

Órbita

La órbita de Haumea fuera de Neptuno es similar a la de Makemake . Las posiciones corresponden al 1 de enero de 2018.

Haumea tiene un período orbital de 284 años terrestres, un perihelio de 35  UA y una inclinación orbital de 28°. [9] Pasó el afelio a principios de 1992 y actualmente se encuentra a más de 50 UA del Sol. [23] Llegará al perihelio en 2133. [10] La órbita de Haumea tiene una excentricidad ligeramente mayor que la de los otros miembros de su familia colisionante . Se cree que esto se debe a la débil resonancia orbital 7:12 de Haumea con Neptuno, que modifica gradualmente su órbita inicial a lo largo de mil millones de años, [37] [42] a través del efecto Kozai , que permite el intercambio de la inclinación de una órbita por una mayor excentricidad. [37] [43] [44]

Con una magnitud visual de 17,3, [23] Haumea es el tercer objeto más brillante del cinturón de Kuiper después de Plutón y Makemake , y fácilmente observable con un gran telescopio amateur. [45] Sin embargo, debido a que los planetas y la mayoría de los cuerpos pequeños del Sistema Solar comparten una alineación orbital común desde su formación en el disco primordial del Sistema Solar, la mayoría de los primeros estudios de objetos distantes se centraron en la proyección en el cielo de este plano común, llamado eclíptica . [46] A medida que la región del cielo cercana a la eclíptica fue explorada en profundidad, los estudios del cielo posteriores comenzaron a buscar objetos que habían sido excitados dinámicamente en órbitas con inclinaciones más altas, así como objetos más distantes, con movimientos medios más lentos a través del cielo. [47] [48] Estos estudios finalmente cubrieron la ubicación de Haumea, con su alta inclinación orbital y su posición actual lejos de la eclíptica.

Posible resonancia con Neptuno

Se cree que Haumea se encuentra en una resonancia orbital intermitente 7:12 con Neptuno . [37] Su nodo ascendente Ω precesa con un período de aproximadamente 4,6 millones de años, y la resonancia se interrumpe dos veces por ciclo de precesión, o cada 2,3 millones de años, solo para regresar unos cien mil años después. [5] Como no se trata de una resonancia simple, Marc Buie la califica como no resonante. [49]

Rotación

Haumea muestra grandes fluctuaciones en el brillo durante un período de 3,9 horas, lo que solo se puede explicar por un período de rotación de esta longitud. [50] Esto es más rápido que cualquier otro cuerpo en equilibrio conocido en el Sistema Solar , y de hecho más rápido que cualquier otro cuerpo conocido de más de 100 km de diámetro. [45] Mientras que la mayoría de los cuerpos giratorios en equilibrio están aplanados en esferoides achatados , Haumea gira tan rápido que se distorsiona en un elipsoide triaxial . Si Haumea girara mucho más rápido, se distorsionaría en forma de mancuerna y se partiría en dos. [25] Se cree que esta rápida rotación fue causada por el impacto que creó sus satélites y su familia colisional. [37]

El plano del ecuador de Haumea está orientado casi de canto respecto de la Tierra en la actualidad y también está ligeramente desplazado respecto de los planos orbitales de su anillo y su luna más externa, Hiʻiaka . Aunque inicialmente Ragozzine y Brown asumieron que era coplanar al plano orbital de Hiʻiaka en 2009, sus modelos de la formación por colisión de los satélites de Haumea sugirieron consistentemente que el plano ecuatorial de Haumea estaba al menos alineado con el plano orbital de Hiʻiaka en aproximadamente 1°. [15] Esto fue respaldado por observaciones de una ocultación estelar por Haumea en 2017, que reveló la presencia de un anillo aproximadamente coincidente con el plano de la órbita de Hiʻiaka y el ecuador de Haumea. [12] Un análisis matemático de los datos de ocultación realizado por Kondratyev y Kornoukhov en 2018 impuso restricciones a los ángulos de inclinación relativos del ecuador de Haumea con respecto a los planos orbitales de su anillo y Hiʻiaka, que se encontraron inclinados.3,2° ± 1,4° y2,0° ± 1,0° con respecto al ecuador de Haumea, respectivamente. [17]

Características físicas

Tamaño, forma y composición

El tamaño de un objeto del Sistema Solar se puede deducir a partir de su magnitud óptica , su distancia y su albedo . Los objetos parecen brillantes para los observadores de la Tierra ya sea porque son grandes o porque son altamente reflectantes. Si se puede determinar su reflectividad (albedo), entonces se puede hacer una estimación aproximada de su tamaño. Para la mayoría de los objetos distantes, el albedo es desconocido, pero Haumea es lo suficientemente grande y brillante como para medir su emisión térmica , lo que ha proporcionado un valor aproximado para su albedo y, por lo tanto, su tamaño. [51] Sin embargo, el cálculo de sus dimensiones se complica por su rápida rotación. La física rotacional de los cuerpos deformables predice que en tan solo cien días, [45] un cuerpo que gira tan rápido como Haumea se habrá distorsionado en la forma de equilibrio de un elipsoide triaxial . Se cree que la mayor parte de la fluctuación en el brillo de Haumea no se debe a diferencias locales en el albedo, sino a la alternancia de la vista lateral y la vista de los extremos tal como se ve desde la Tierra. [45]

Se argumentó que la rotación y la amplitud de la curva de luz de Haumea imponen fuertes restricciones a su composición. Si Haumea estuviera en equilibrio hidrostático y tuviera una densidad baja como Plutón, con un grueso manto de hielo sobre un pequeño núcleo rocoso , su rápida rotación lo habría alargado en mayor medida de lo que permiten las fluctuaciones en su brillo. Tales consideraciones restringieron su densidad a un rango de 2,6-3,3 g/cm 3 . [52] [45] En comparación, la Luna, que es rocosa, tiene una densidad de 3,3 g/cm 3 , mientras que Plutón, que es típico de los objetos helados en el cinturón de Kuiper, tiene una densidad de 1,86 g/cm 3 . La posible alta densidad de Haumea cubrió los valores de minerales de silicato como el olivino y el piroxeno , que componen muchos de los objetos rocosos del Sistema Solar. Esto también sugirió que la mayor parte de Haumea era roca cubierta con una capa relativamente delgada de hielo. Es posible que un grueso manto de hielo más típico de los objetos del cinturón de Kuiper se haya desprendido durante el impacto que formó la familia colisional Haumeana. [37]

Como Haumea tiene lunas, la masa del sistema se puede calcular a partir de sus órbitas utilizando la tercera ley de Kepler . El resultado es4,2 × 10 21  kg , el 28% de la masa del sistema plutoniano y el 6% de la de la Luna . Casi toda esta masa está en Haumea. [15] [53] Se han realizado varios cálculos de las dimensiones de Haumea con modelos elipsoidales. El primer modelo producido después del descubrimiento de Haumea se calculó a partir de observaciones terrestres de la curva de luz de Haumea en longitudes de onda ópticas : proporcionó una longitud total de 1.960 a 2.500 km y un albedo visual (p v ) mayor que 0,6. [45] La forma más probable es un elipsoide triaxial con dimensiones aproximadas de 2.000 × 1.500 × 1.000 km, con un albedo de 0,71. [45] Las observaciones del telescopio espacial Spitzer dieron un diámetro de1.150+250
−100 km y un albedo de0,84+0,1
-0,2, a partir de fotometría en longitudes de onda infrarrojas de 70 μm. [51] Los análisis de curvas de luz posteriores han sugerido un diámetro circular equivalente de 1.450 km. [54] En 2010, un análisis de las mediciones tomadas por el Telescopio Espacial Herschel junto con las mediciones más antiguas del Telescopio Spitzer arrojó una nueva estimación del diámetro equivalente de Haumea: alrededor de 1.300 km. [55] Estas estimaciones de tamaño independientes se superponen en un diámetro medio geométrico promedio de aproximadamente 1.400 km. En 2013, el Telescopio Espacial Herschel midió el diámetro circular equivalente de Haumea y dijo que era aproximadamente1.240+69
−58 kilómetros [56 ]

Sin embargo, las observaciones de una ocultación estelar en enero de 2017 pusieron en duda todas esas conclusiones. La forma medida de Haumea, aunque alargada como se suponía antes, parecía tener dimensiones significativamente mayores: según los datos obtenidos de la ocultación, Haumea tiene aproximadamente el diámetro de Plutón a lo largo de su eje más largo y aproximadamente la mitad en sus polos. [12] La densidad resultante calculada a partir de la forma observada de Haumea fue de aproximadamente1,8 g/cm 3  – más acorde con las densidades de otros grandes TNO. Esta forma resultante parecía ser inconsistente con un cuerpo homogéneo en equilibrio hidrostático, [12] aunque Haumea parece ser uno de los objetos transneptunianos más grandes descubiertos, [51] más pequeño que Eris , Plutón , similar a Makemake y posiblemente Gonggong , y más grande que Sedna , Quaoar y Orcus .

Un estudio de 2019 intentó resolver las mediciones conflictivas de la forma y la densidad de Haumea utilizando modelos numéricos de Haumea como un cuerpo diferenciado. Encontró que las dimensiones de ≈ 2100 × 1680 × 1074 km (modelando el eje largo a intervalos de 25 km) eran la que mejor se ajustaba a la forma observada de Haumea durante la ocultación de 2017, al mismo tiempo que eran consistentes con las formas de elipsoide escaleno de la superficie y del núcleo en equilibrio hidrostático. [11] La solución revisada para la forma de Haumea implica que tiene un núcleo de aproximadamente 1626 × 1446 × 940 km, con una densidad relativamente alta de ≈2,68 g/cm 3 , lo que indica una composición principalmente de silicatos hidratados como la caolinita . El núcleo está rodeado por un manto helado cuyo espesor varía desde unos 70 km en los polos hasta 170 km a lo largo de su eje más largo, y comprende hasta el 17% de la masa de Haumea. La densidad media de Haumea se estima en ≈2,018 g/cm 3 , con un albedo de ≈ 0,66. [11]

Superficie

En 2005, los telescopios Gemini y Keck obtuvieron espectros de Haumea que mostraban fuertes características de hielo de agua cristalina similares a la superficie de la luna Caronte de Plutón . [20] Esto es peculiar, porque el hielo cristalino se forma a temperaturas superiores a 110 K, mientras que la temperatura de la superficie de Haumea es inferior a 50 K, una temperatura a la que se forma hielo amorfo . [20] Además, la estructura del hielo cristalino es inestable bajo la lluvia constante de rayos cósmicos y partículas energéticas del Sol que golpean los objetos transneptunianos. [20] La escala de tiempo para que el hielo cristalino se convierta en hielo amorfo bajo este bombardeo es del orden de diez millones de años, [57] sin embargo, los objetos transneptunianos han estado en sus ubicaciones actuales de temperatura fría durante escalas de tiempo de miles de millones de años. [42]

Los daños por radiación también deberían enrojecer y oscurecer la superficie de los objetos transneptunianos donde están presentes los materiales superficiales comunes de hielos orgánicos y compuestos similares a la tolina , como es el caso de Plutón. Por lo tanto, los espectros y el color sugieren que Haumea y los miembros de su familia han experimentado una renovación reciente de la superficie que produjo hielo fresco. Sin embargo, no se ha sugerido ningún mecanismo plausible de renovación de la superficie. [22]

Haumea es tan brillante como la nieve, con un albedo en el rango de 0,6 a 0,8, consistente con el hielo cristalino. [45] Otros grandes TNO como Eris parecen tener albedos tan altos o más altos. [58] El modelado de mejor ajuste de los espectros de superficie sugirió que entre el 66% y el 80% de la superficie de Haumea parece ser hielo de agua cristalino puro, con un contribuyente al alto albedo posiblemente cianuro de hidrógeno o arcillas filosilicatadas . [20] También pueden estar presentes sales de cianuro inorgánico como el cianuro de cobre y potasio. [20]

Sin embargo, estudios posteriores de los espectros visible e infrarrojo cercano sugieren una superficie homogénea cubierta por una mezcla íntima 1:1 de hielo amorfo y cristalino, junto con no más del 8% de compuestos orgánicos. La ausencia de hidrato de amoníaco excluye el criovulcanismo y las observaciones confirman que el evento de colisión debe haber sucedido hace más de 100 millones de años, de acuerdo con los estudios dinámicos. [59] La ausencia de metano medible en los espectros de Haumea es consistente con una historia de colisión cálida que habría eliminado dichos volátiles , [20] en contraste con Makemake . [60]

Además de las grandes fluctuaciones en la curva de luz de Haumea debido a la forma del cuerpo, que afectan a todos los colores por igual, las variaciones de color independientes más pequeñas observadas tanto en longitudes de onda visibles como en las del infrarrojo cercano muestran una región en la superficie que difiere tanto en color como en albedo. [61] [62] Más específicamente, en septiembre de 2009 se observó una gran área de color rojo oscuro en la superficie blanca brillante de Haumea, posiblemente una característica de impacto, que indica un área rica en minerales y compuestos orgánicos (ricos en carbono), o posiblemente una mayor proporción de hielo cristalino. [50] [63] Por lo tanto, Haumea puede tener una superficie moteada que recuerda a Plutón, si no tan extrema.

Anillo

La rotación de 3,9155 horas de Haumea dentro de su anillo descubierto

Una ocultación estelar observada el 21 de enero de 2017 y descrita en un artículo de la revista Nature de octubre de 2017 indicó la presencia de un anillo alrededor de Haumea. Esto representa el primer sistema de anillos descubierto para un TNO. [12] [64] El anillo tiene un radio de aproximadamente 2287 km, un ancho de ~70 km y una opacidad de 0,5. Está dentro del límite de Roche de Haumea , que estaría en un radio de aproximadamente 4400 km si fuera esférico (al no ser esférico, el límite se extiende aún más). [12]

El plano del anillo está inclinado3,2° ± 1,4° con respecto al plano ecuatorial de Haumea y coincide aproximadamente con el plano orbital de su luna exterior más grande, Hiʻiaka. [12] [65] El anillo también está cerca de la resonancia órbita-espín 1:3 con la rotación de Haumea (que está en un radio de 2285 ± 8 km desde el centro de Haumea). Se estima que el anillo contribuye con el 5% del brillo total de Haumea. [12]

En un estudio sobre la dinámica de las partículas del anillo publicado en 2019, Othon Cabo Winter y sus colegas han demostrado que la resonancia 1:3 con la rotación de Haumea es dinámicamente inestable , pero que existe una región estable en el espacio de fases consistente con la ubicación del anillo de Haumea. Esto indica que las partículas del anillo se originan en órbitas circulares y periódicas que están cerca de la resonancia, pero no dentro de ella. [66]

Satélites

Haumea y sus lunas en órbita, fotografiadas por el Hubble en 2008. Hiʻiaka es la luna más brillante y más externa, mientras que Namaka es la luna más débil y más interna.

Se han descubierto dos pequeños satélites orbitando Haumea, (136108) Haumea I Hiʻiaka y (136108) Haumea II Namaka . [30] Darin Ragozzine y Michael Brown descubrieron ambos en 2005, a través de observaciones de Haumea utilizando el Observatorio WM Keck .

Hiʻiaka, apodada inicialmente " Rudolph " por el equipo de Caltech, [67] fue descubierta el 26 de enero de 2005. [53] Es la más exterior y, con un diámetro de aproximadamente 310 km, la más grande y brillante de las dos, y orbita Haumea en una trayectoria casi circular cada 49 días. [68] Las fuertes características de absorción a 1,5 y 2 micrómetros en el espectro infrarrojo son consistentes con hielo de agua cristalina casi pura que cubre gran parte de la superficie. [69] El espectro inusual, junto con líneas de absorción similares en Haumea, llevaron a Brown y sus colegas a concluir que la captura era un modelo improbable para la formación del sistema, y ​​que las lunas de Haumea deben ser fragmentos de la propia Haumea. [42]

Namaka, el satélite más pequeño e interior de Haumea, fue descubierto el 30 de junio de 2005 [70] y apodado " Blitzen ". Tiene una décima parte de la masa de Hiʻiaka, orbita alrededor de Haumea en 18 días en una órbita altamente elíptica, no kepleriana , y a partir de 2008 [actualizar]está inclinado 13° con respecto a la luna más grande, lo que perturba su órbita [71] . Las excentricidades relativamente grandes junto con la inclinación mutua de las órbitas de los satélites son inesperadas, ya que deberían haber sido amortiguadas por los efectos de las mareas . Un paso relativamente reciente de una resonancia 3:1 con Hiʻiaka podría explicar las órbitas excitadas actuales de las lunas de Haumea [72] .

Desde aproximadamente 2008 a 2011, [73] las órbitas de las lunas de Haumea aparecieron casi exactamente de canto desde la Tierra, con Namaka ocultando periódicamente a Haumea. [74] La observación de tales tránsitos habría proporcionado información precisa sobre el tamaño y la forma de Haumea y sus lunas, [75] como sucedió a fines de la década de 1980 con Plutón y Caronte. [76] El pequeño cambio en el brillo del sistema durante estas ocultaciones habría requerido al menos un telescopio profesional de apertura media para su detección. [75] [77] Hiʻiaka ocultó a Haumea por última vez en 1999, unos años antes de su descubrimiento, y no lo volverá a hacer durante unos 130 años. [78] Sin embargo, en una situación única entre los satélites regulares , la órbita de Namaka estaba siendo fuertemente torcida por Hiʻiaka, lo que preservó el ángulo de visión de los tránsitos Namaka-Haumea durante varios años más. [71] [75] [77] Se observó un evento de ocultación el 19 de junio de 2009, desde el Observatorio Pico dos Dias en Brasil. [79]

Sistema haumeano
NombreDiámetro (km) [80] [81]Semieje mayor (km) [82]Masa (kg) [82]Fecha de descubrimiento [80] [83]
Haumea2 322 × 1.704 × 1.026(4,006 ± 0,040) × 10 217 de marzo de 2003 [83]
Hi'iaka≈ 31049 880(1,79 ± 0,11) x 10 1926 de enero de 2005
Nombre≈ 17025 657(1,79 ± 1,48) x 10 1830 de junio de 2005

Familia colisional

Haumea es el miembro más grande de su familia de colisiones , un grupo de objetos astronómicos con características físicas y orbitales similares que se cree que se formaron cuando un progenitor más grande se hizo añicos por un impacto. [37] Esta familia es la primera en ser identificada entre los TNO e incluye, además de Haumea y sus lunas, (55636) 2002 TX 300 (≈364 km), (24835) 1995 SM 55 (≈174 km), (19308) 1996 TO 66 (≈200 km), (120178) 2003 OP 32 (≈230 km) y (145453) 2005 RR 43 (≈252 km). [6] Brown y sus colegas propusieron que la familia era un producto directo del impacto que eliminó el manto de hielo de Haumea, [37] pero una segunda propuesta sugiere un origen más complicado: que el material expulsado en la colisión inicial se fusionó en una gran luna de Haumea, que luego se hizo añicos en una segunda colisión, dispersando sus fragmentos hacia afuera. [84] Este segundo escenario parece producir una dispersión de velocidades para los fragmentos que coincide más estrechamente con la dispersión de velocidad medida de los miembros de la familia. [84]

La presencia de la familia colisional podría implicar que Haumea y su "descendencia" podrían haberse originado en el disco disperso . En el escasamente poblado cinturón de Kuiper actual, la probabilidad de que ocurra una colisión de este tipo a lo largo de la edad del Sistema Solar es inferior al 0,1 por ciento. [85] La familia no podría haberse formado en el cinturón de Kuiper primordial más denso porque un grupo tan unido se habría visto alterado por la migración de Neptuno hacia el cinturón, la causa presunta de la baja densidad actual del cinturón. [85] Por lo tanto, parece probable que la región dinámica del disco disperso, en la que la posibilidad de una colisión de este tipo es mucho mayor, sea el lugar de origen del objeto que generó a Haumea y sus parientes. [85]

Dado que habrían sido necesarios al menos mil millones de años para que el grupo se difundiera hasta donde lo hizo, se cree que la colisión que creó la familia Haumea ocurrió muy temprano en la historia del Sistema Solar. [6]

Exploración

Haumea fotografiada por la sonda espacial New Horizons el 6 de octubre de 2007

La sonda espacial New Horizons observó a Haumea desde lejos en octubre de 2007, enero de 2017 y mayo de 2020, desde distancias de 49 UA, 59 UA y 63 UA, respectivamente. [19] La trayectoria de salida de la sonda espacial permitió realizar observaciones de Haumea en ángulos de fase elevados que de otro modo no se podrían obtener desde la Tierra, lo que permitió determinar las propiedades de dispersión de la luz y el comportamiento de la curva de fase de la superficie de Haumea. [19]

Joel Poncy y sus colegas calcularon que una misión de sobrevuelo a Haumea podría tomar 14,25 años utilizando la asistencia gravitacional de Júpiter, basándose en una fecha de lanzamiento del 25 de septiembre de 2025. Haumea estaría a 48,18 UA del Sol cuando la nave espacial llegue. Se puede lograr un tiempo de vuelo de 16,45 años con fechas de lanzamiento el 1 de noviembre de 2026, el 23 de septiembre de 2037 y el 29 de octubre de 2038. [86] Haumea podría convertirse en un objetivo para una misión de exploración, [87] y un ejemplo de este trabajo es un estudio preliminar sobre una sonda a Haumea y sus lunas (a 35-51 UA). [88] La masa de la sonda, la fuente de energía y los sistemas de propulsión son áreas tecnológicas clave para este tipo de misión. [87]

Véase también

Notas

  1. ^ how- MAY -ə , con tres sílabas según la pronunciación inglesa en Hawaii , [1] o HAH -oo- MAY -ə con cuatro sílabas según los estudiantes de Brown. [2] [3]
  2. ^ Suponiendo una órbita circular con excentricidad despreciable, la velocidad orbital media se puede aproximar por el tiempo T que tarda en completar una revolución alrededor de su circunferencia orbital , siendo el radio su semieje mayor a :   . en ≈ 2 π a yo {\displaystyle v\approx {2\pi a \sobre T}}
  3. ^ abcdef Modelo físico de mejor ajuste asumiendo equilibrio hidrostático para Haumea. [11]
  4. ^ Modelo derivado de la ocultación basado en el supuesto de que el anillo de Haumea no contribuye a su brillo total. [12]
  5. ^ Modelo derivado de ocultación basado en el supuesto de límite superior de que el anillo de Haumea contribuye con el 5% de su brillo total. [12]
  6. ^ Kondratyev y Kornoukhov (2018) dan la orientación del polo norte de Haumea en términos de coordenadas ecuatoriales , donde α es ascensión recta y δ es declinación . [17] : 3174  La transformación de las coordenadas ecuatoriales a coordenadas eclípticas da λ ≈ 282,5° y β ≈ 9,9° para la primera solución de ( α , δ ) = (282,6°, –13,0°), o λ ≈ 282,6° y β ≈ 11,1° para la segunda solución de ( α , δ ) = (282,6°, –11,8°). [18] La latitud eclíptica , β , es el desplazamiento angular respecto del plano eclíptico , mientras que la inclinación i respecto de la eclíptica es el desplazamiento angular respecto del polo norte eclíptico en β = +90°; i respecto de la eclíptica sería el complemento de β , que se expresa por la diferencia i = 90° – β . Por lo tanto, la inclinación axial de Haumea es 81,2° o 78,9° respecto de la eclíptica, para el primer y segundo valor de β , respectivamente.

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  • (136108) Haumea, Hiʻiaka y Namaka en Johnston's Archive.com (actualizado el 21 de septiembre de 2014)
  • Podcast del Año Internacional de la Astronomía 2009 : El planeta enano Haumea (Darin Ragozzine)
  • Haumea vista el 10 de junio de 2011 por Mike Brown usando la WHT de 4,20 m (165 pulgadas) / ~0:30–3:30 la caída en el brillo de Haumea+Namaka ocurre cuando Namaka cruza Haumea (Hiʻiaka, la luna exterior, está mezclada en las imágenes, pero rota cada 4,5 horas y agrega un poco de variación)
  • Animación de la resonancia intermitente 7:12 de Haumea con Neptuno durante los próximos 3,5 millones de años
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