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Size and Shape of Chariklo from Multi-epoch Stellar Occultations

Authors :
R. Vieira-Martins
Amanda A. Sickafoose
H. Breytenbach
K.-L. Bath
Rene Duffard
Bruno Sicardy
Pierre Kervella
C. De Witt
B. Lade
S. Kerr
D. Bérard
A. Cool
L. Maquet
P. Schoenau
Jose L. Ortiz
G. Benedetti-Rossi
Felipe Braga-Ribas
François Colas
H.-J. Bode
Marcelo Assafin
D. Herald
Nicolás Morales
B. E. Morgado
Josselin Desmars
Julio Camargo
E. Meza
A. R. Gomes-Júnior
Emmanuel Lellouch
J.-L. Dauvergne
Rodrigo Leiva
Colin Snodgrass
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA (UMR_8109))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS)
Max-Planck-Gesellschaft
Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC)
Observatorio Nacional [Rio de Janeiro]
Observatório Nacional/MCT
Observatório do Valongo/UFRJ [Rio de Janeiro]
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
L2EP - Équipe Réseaux
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 (L2EP)
Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Springbok
Stockport Observatory
Astronomical Association of Queensland (AAQ)
Canberra Astronomical Society
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC)
Universidade Federal do Rio de Janeiro [Rio de Janeiro] (UFRJ)
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - EA 2697 (L2EP)
Ecole Centrale de Lille-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Ecole Centrale de Lille-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille
Source :
Astronomical Journal, Astronomical Journal, American Astronomical Society, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩, The Astronomical Journal, The Astronomical Journal, American Astronomical Society, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩, The Astronomical Journal, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

We use data from five stellar occultations observed between 2013 and 2016 to constrain Chariklo's size and shape, and the ring reflectivity. We consider four possible models for Chariklo (sphere, Maclaurin spheroid, tri-axial ellipsoid and Jacobi ellipsoid) and we use a Bayesian approach to estimate the corresponding parameters. The spherical model has a radius $R=129\pm3$ km. The Maclaurin model has equatorial and polar radii $a=b=143^{+3}_{-6}$ km and $c=96^{+14}_{-4}$ km, respectively, with density $970^{+300}_{-180}$ kg m$^{-3}$. The ellipsoidal model has semiaxes $a=148^{+6}_{-4}$ km, $b=132^{+6}_{-5}$ km and $c=102^{+10}_{-8}$ km. Finally, the Jacobi model has semiaxes $a$=157$\pm$4 km, $b$=139$\pm$ 4 km and $c$=86$\pm$1 km, and density $796^{+2}_{-4}$ kg m$^{-3}$ . Depending on the model, we obtain topographic features of 6-11 km, typical of Saturn icy satellites with similar size and density. We constrain Chariklo's geometric albedo between 3.1\% (sphere) and 4.9\% (ellipsoid), while the ring $I/F$ reflectivity is less constrained between 0.6\% (Jacobi) and 8.9\% (sphere). The ellipsoid model explains both the optical light curve and the long-term photometry variation of the system, giving a plausible value for the geometric albedo of the ring particles of $10-15\%$. The derived Chariklo's mass of 6-8$\times10^{18}$ kg places the rings close to the 3:1 resonance between the ring mean motion and Chariklo's rotation period.<br />Comment: Accepted for publication in AJ

Details

Language :
English
ISSN :
00046256, 15383881, 0004637X, 20418205, 15383873, 15384357, 00046361, and 00027537
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomical Journal, Astronomical Journal, American Astronomical Society, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩, The Astronomical Journal, The Astronomical Journal, American Astronomical Society, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩, The Astronomical Journal, 2017, 154 (4), pp.159. ⟨10.3847/1538-3881/aa8956⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0f09a719a6f508787c028a8878b99041