cual es el sistema operativo por defecto de un arduino?

El Arduino no usa sistema operativo lo que hace es ejecutar un conjunto de instrucciones previamente escritas en un leguaje como c++ y compiladas a un lenguaje de ensamblador. En microcontroladores se usa son sistemas en tiempo real RTOS para ejecutar varias tareas y tener un adecuado uso de memoria.

Un Arduino tiene un bootloader que no es un sistema operativo, y que sirve solo para descargar nuestro programa al chip, el programa que descargamos es el sistema operativo

Creo que no usa un sistema operativo en sí, sino más bien usa una tarjeta que tiene algo llamado microcontroladores. Esto permite conectar sensores y otros elementos mediante sus entradas y salidas tanto digitales como análogas.