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Predição de ocultações estelares por objetos troianos de Júpiter

The solution of the restricted three-body problem, proposed by Lagrange, provides two regions of possible stable equilibrium, where smaller bodies can orbit a central body with a semi-major axis similar to that of a larger body. The bodies located in these regions are known as trojans. It has been s...

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Autor principal:	Gysi, Matheus Morselli
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2019
Assuntos:	Estrelas - Observações Ocultações Júpiter (Planeta) - Órbitas Astrometria Asteróides Sistema solar Astronomia Stars - Observations Occultations Jupiter (Planet) - Orbits Astrometry Asteroids Solar system Astronomy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::ASTRONOMIA Física
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4222
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spelling	riut-1-42222019-07-24T06:00:53Z Predição de ocultações estelares por objetos troianos de Júpiter Stellar occultation prediction for Jupiter trojans Gysi, Matheus Morselli Ribas, Felipe Braga http://lattes.cnpq.br/4507592951614239 Ribas, Felipe Braga Camargo, Júlio Ignácio Bueno de Machado, Rubens Eduardo Garcia Estrelas - Observações Ocultações Júpiter (Planeta) - Órbitas Astrometria Asteróides Sistema solar Astronomia Stars - Observations Occultations Jupiter (Planet) - Orbits Astrometry Asteroids Solar system Astronomy CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::ASTRONOMIA Física The solution of the restricted three-body problem, proposed by Lagrange, provides two regions of possible stable equilibrium, where smaller bodies can orbit a central body with a semi-major axis similar to that of a larger body. The bodies located in these regions are known as trojans. It has been shown that these objects, especially the Trojans of the planet Jupiter, are important pieces in the formation and dynamic evolution of the Solar System. Several models of dynamic evolution have been developed in recent years, with the Jumping Jupiter Nice model being largely accepted by the scientific community. This model claims that the Trojans were formed in the Kuiper belt region and, during the migration of the orbits of the giant planets, they were captured in those equilibrium regions. Currently, there are more than seven thousand Trojans with determined orbits, but there is little information on the physical properties of these bodies. In order to derive their physical properties very accurately, the use of the stellar occultation technique is proposed. This method consists of recording the apparent blockage of a star’s light when a body of the solar system is interposed between the star and the observer. Stellar occultations allow the determination of object sizes and shapes with accuracy in the order of the kilometer, and consequently the determination of other physical parameters such as albedo and density with great precision. In addition, it is possible to verify the existence of rings, satellites and atmosphere in these small bodies. In order to observe an occultation, it is necessary to predict when and where this event will occur. In this procedure the positions of the object and of the star are compared over time, which requires good ephemerides of the object and good position of the stars. At present, the positions of the stars are obtained from the second version of the Gaia catalog, which has precisions in the order of the milliarcsecond (mas), yet the ephemerides have imprecision that can reach a hundred mas, what is much larger than the apparent dimension of the object itself. To improve the ephemeris it is necessary to add new positions of the bodies, for a new adjustment of orbit, difficult task due to the low brightness of these objects. For this reason, it is proposed the use observations from images randomly obtained by large surveys. In this work, the search and selection of Trojan objects was done from the observational database of the Dark Energy Survey (DES). From these observations, new positions were obtained, which were used to improve the object’s ephemerides. Filtering DES observations, and including the main known objects, a total of 54 Jupiter Trojans were selected. A tool was developed to predict stellar occultations, with which approximately fortyone thousand events were obtained in the interval from March 2018 to December 2020. These predictions are made available on websites and software for the diffusion and realization of observational campaigns. It is worth mentioning that two events involving two Trojans, Leucus and Ennomos, have been already detected by collaborators of the group. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A solução para o problema restrito de três corpos, proposta por Lagrange, prevê a possibilidade de duas regiões de equilíbrio estável, onde corpos menores podem orbitar, um corpo central, com semi-eixo maior similar ao de um corpo maior. Os corpos localizados nestas regiões são conhecidos como troianos. Esses objetos, em especial os Troianos do planeta Júpiter, têm se mostrado importantes peças na formação e evolução dinâmica do Sistema Solar. Vários modelos de evolução dinâmica foram desenvolvidos nos últimos anos, sendo o mais aceito pela comunidade científica o modelo de Nice - Jumping Jupiter. Esse modelo explica que os Troianos foram formados junto aos corpos do cinturão de Kuiper e, durante a migração das órbitas dos planetas gigantes, eles teriam sido capturados nessas regiões de equilíbrio. Atualmente, são conhecidos mais de sete mil Troianos com órbitas determinadas. Entretanto existem poucas informações a respeito das propriedades físicas desses corpos. Para realizar a caracterização desses objetos de forma precisa, propõe-se a utilização da técnica de ocultações estelares. Esse método consiste no registro do aparente bloqueio da luz de uma estrela, quando um corpo do sistema solar interpõe-se entre a estrela e o observador. As ocultações estelares permitem a determinação de tamanhos e formas de objetos com precisão da ordem do quilômetro e, por consequência a derivação de outros parâmetros físicos, como albedo e densidade, com grande precisão. Além disso, é possível verificar a existência de anéis, satélites e atmosfera nesses pequenos corpos. Para se observar uma ocultação é necessário prever quando e onde esse evento ocorrerá. Nesse procedimento são comparadas as posições do objeto e da estrela ao longo do tempo, o que requer boas efemérides do objeto e boa posição das estrelas. Atualmente, as posições das estrelas são obtidas da segunda versão do catálogo Gaia, que possui precisões na ordem do milissegundo de arco (mas). Contudo as efemérides possuem imprecisões que podem chegar a centenas de mas. Isto é muito maior que a dimensão aparente do próprio objeto. Para melhorar as efemérides é preciso acrescentar novas posições dos corpos, para um novo ajuste de órbita, tarefa dificultada pelo baixo brilho destes objetos. Por esse motivo propõe-se a utilização de observações oriundas de imagens obtidas fortuitamente por grandes surveys. Neste trabalho, fez-se a busca e seleção de objetos Troianos a partir do banco de dados de apontamentos do Dark Energy Survey (DES). Destas observações, obteve-se novas posições, que foram usadas para a melhora de efemérides. Filtrando os apontamentos do DES, e incluindo os principais objetos conhecidos, foram selecionados um total de 54 troianos de Júpiter. Desenvolveu-se uma ferramenta para o cálculo de predições de ocultações estelares, com a qual obteve-se aproximadamente quarenta e um mil eventos no intervalo de março de 2018 a dezembro de 2020. Essas predições são disponibilizadas em sites dedicados e softwares para a difusão e realização de campanhas observacionais. Vale citar que dois eventos envolvendo dois Troianos, Leucus e Ennomos, já foram detectados por colaboradores do grupo. 2019-07-23T20:18:14Z 2019-07-23T20:18:14Z 2018-12-14 masterThesis GYSI, Matheus Morselli. Predição de ocultações estelares por objetos troianos de Júpiter. 2018. 155 f. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4222 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia UTFPR
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description	The solution of the restricted three-body problem, proposed by Lagrange, provides two regions of possible stable equilibrium, where smaller bodies can orbit a central body with a semi-major axis similar to that of a larger body. The bodies located in these regions are known as trojans. It has been shown that these objects, especially the Trojans of the planet Jupiter, are important pieces in the formation and dynamic evolution of the Solar System. Several models of dynamic evolution have been developed in recent years, with the Jumping Jupiter Nice model being largely accepted by the scientific community. This model claims that the Trojans were formed in the Kuiper belt region and, during the migration of the orbits of the giant planets, they were captured in those equilibrium regions. Currently, there are more than seven thousand Trojans with determined orbits, but there is little information on the physical properties of these bodies. In order to derive their physical properties very accurately, the use of the stellar occultation technique is proposed. This method consists of recording the apparent blockage of a star’s light when a body of the solar system is interposed between the star and the observer. Stellar occultations allow the determination of object sizes and shapes with accuracy in the order of the kilometer, and consequently the determination of other physical parameters such as albedo and density with great precision. In addition, it is possible to verify the existence of rings, satellites and atmosphere in these small bodies. In order to observe an occultation, it is necessary to predict when and where this event will occur. In this procedure the positions of the object and of the star are compared over time, which requires good ephemerides of the object and good position of the stars. At present, the positions of the stars are obtained from the second version of the Gaia catalog, which has precisions in the order of the milliarcsecond (mas), yet the ephemerides have imprecision that can reach a hundred mas, what is much larger than the apparent dimension of the object itself. To improve the ephemeris it is necessary to add new positions of the bodies, for a new adjustment of orbit, difficult task due to the low brightness of these objects. For this reason, it is proposed the use observations from images randomly obtained by large surveys. In this work, the search and selection of Trojan objects was done from the observational database of the Dark Energy Survey (DES). From these observations, new positions were obtained, which were used to improve the object’s ephemerides. Filtering DES observations, and including the main known objects, a total of 54 Jupiter Trojans were selected. A tool was developed to predict stellar occultations, with which approximately fortyone thousand events were obtained in the interval from March 2018 to December 2020. These predictions are made available on websites and software for the diffusion and realization of observational campaigns. It is worth mentioning that two events involving two Trojans, Leucus and Ennomos, have been already detected by collaborators of the group.
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Predição de ocultações estelares por objetos troianos de Júpiter

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