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Gaia: les observations du Système Solaire Paolo Tanga Observatoire de la Côte d’Azur (France) Action Spécifique Gaia – Colloque d’ouverture

Gaia: les observations du Système Solaire … · V. Lainey Toulouse (CNES) B. Frezouls Paris (IMMCE) J.-E. Arlot J. Berthier F. Colas A. Fienga ÆBesançon D. Hestroffer S. Mouret

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Gaia: les observations duSystème Solaire

Paolo TangaObservatoire de la Côte d’Azur (France)

Action Spécifique Gaia – Colloque d’ouverture

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Action Spécifique Gaia - Meudon 18 decembre 2007

Résume

L’intérêt des observations du Système Solaire par Gaia

Les traitement des données SSO

Relation avec les observations au sol

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Gaia will mainly observe…Asteroids (~250.000 – most known)

Remnants of Solar System formationAltered/shattered by mutual collisionsMain Belt: source of Earth CrossersSatellites

CometsPrimitive material from the outer Solar System

« Small » planetary satellites« regular »« irregular » (retrograde orbits)

Gaia will probably NOT collect observations of « large » bodies (~200 mas?)Main Planets, large satellites (Galilean, Titan..)A few largest asteroids

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The importance of asteroids…The great issues:

To understand Solar System formation and evolution

Basic characteristics: density, porosity…Spectral typesShapes, satellitesSize distributionDynamical processes: transport, mixing, origin of meteorites

Origin: collisional life, related physicsImpact risks and mitigation strategy

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Collisional life: dynamical families

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Itokawa by the Hayabusa missionIs this a gravitational aggregate?

540 m

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Rotation periods

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From photometry to shapes…Courtesy of M

arco Delbò

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Spin properties: important constraint to modern models of the collisional evolution of Main Belt asteroids.

Tests of preferential alignments of family members, or the effectiveness of the Yarkovsky-YORP effects.

Implications

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Gaia: expected contribution and data reduction

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t1

t3

t4t5

t6 t7

t2

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What we need, what we will get

Photometry shapes, polesrotation periods

Satellites

Low-res spectroscopy: surface composition

Astrometry, better orbitdetermination

masses

Size / albedos

Today~100~1000

~20 (MBA)

~1500

~40, σ<60%

~200, σ<10%(very indirect)

with Gaia

>10000

?

>10000new taxonomy

« new families »~1000, σ<50%(~30, σ<10%)

~1000

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CU4/Solar System Objects en FranceBesançon

J.-M. Petit

NiceO. MichelF. MignardPh. BendjoyaN. Rambaux Post-doc JPLA. MinussiP. TangaPost-doc: M. Delbò

Lilles (IMCCE)M. FouchardV. Lainey

Toulouse (CNES)B. Frezouls

Paris (IMMCE)J.-E. ArlotJ. BerthierF. ColasA. Fienga BesançonD. HestrofferS. Mouret

post-doc a l‘Obs. de Helsinki (K. Muinonen)

W. ThuillotF. VachierJ. Vaubaillon

post-doc au CalTechcoordinationanalyse du signal, prétraitementbases de données, identificationpropriétés dynamiquepropriétés physiquesclassification

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Critical aspectsData reduction

Object motion (windowing, smearing…)Finite sizeCTI – radiation damageIdentification (threading, parasites…)Tracking accuracy of Gaia

Completeness and interpretationNEO orbit sampling – new objectsphotometric parameters« missing » objectsother evolution-relevant quantities: sizes

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Future ground based support

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CU4 SSO: data flow

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Earth based support …before, during, after…Adding astrometric measurements before and after Gaia, on specific objects:

For the determination of masses ( S. Mouret)

For non-gravitational effects (Yarkovsky thermal accelerationon ~50 asteroids – simulations by M. Delbo)

NEO transfer toward the inner Solar SystemThermal properties of asteroids

During the mission: simultaneous observations of selected targetsdirect Gaia astrometry

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Remeasuring old plates J.E. Arlotexample: USNO Galilean plates (D. Pascu)

Accurate absolute positions useful for both the satellites and for the planetdynamics (not observed by Gaia)

from 4 to 7 observations per platefrom 1 to 17 stars per plate neverused because of the poor catalogsavailable at the time of theobservations.

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A possible solution to the problem of sizes

Today: poor predictabilityfor objects < 40 km

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Today

poor predictability for objects <50 kmbright Hipparcos/Tycho stars favoured~0.1 events/objects/yearCurrent practical limit: 100 km at 10% accuracy

After Gaia (100 X orbit improvement):Uncertainty smaller than the asteroid at >20 km1-m automated telescope(s):

Single site: 20-40 events/yr for an objectof ~20 kmNetwork: completeness of diameters> 20 km in a few yr

Projected shape known

Tanga, Delbo A&A 2007

After Gaia : the occultation revival

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The End