253 Mathilde — primitiivne C-tüüpi peavööasteroid, NEAR Shoemakeri külastus

253 Mathilde — primitiivne C-tüüpi peavööasteroid: tumeda pinnaga, aeglase pöörlemise ja suurte kraatritega, mida uuris NEAR Shoemaker 1997. aastal.

253 Mathilde on Johann Palisa poolt 1885. aastal leitud peavöö asteroid. Selle orbiit on üsna elliptiline ja selle tiirlemine ümber Päikese võtab aega üle nelja aasta. Asteroidi pöörlemiskiirus on ebatavaliselt aeglane: kulub umbes 17,4 päeva, et teha ümber telje üks täispööre. Tegemist on primitiivse C-tüüpi asteroidiga, mis tähendab, et pinnal on rohkelt süsinikku ja muid orgaanilisi aineid ning kivimeid, mis annavad sellele tugevalt tumeda pinna — albedo on vaid umbes 4% (peegeldab vaid ~0,04 temale langevast valgusest).

Avastamine ja orbiidi omadused

253 Mathilde avastati 1885. aastal ja kuulub peavöö asteroidide hulka. Selle orbiit on elliptiline ning perioodiks on veidi üle nelja aasta. Kuigi selle täpseid orbiidiparameetreid saab määrata täpsemate tabelite abil, iseloomustab Mathildet tüüpiline peavöö asteroidile omane liikumine koos mõõduka inklinatsiooni ja eksentrilisusega.

Füüsikalised omadused

Mathilde on tumeda pinnaga, süsinikerikas asteroid (C-tüüp). Selle läbimõõt on ligikaudu 50–55 km, mis teeb sellest ühe suurema mõõtmetega peavöö asteroidi, mida tol ajal kosmosesondid olid külastanud. Pinnal on palju suuri, selgelt nähtavaid kraatreid — mõned neist ulatuvad üle 30 km läbimõõduga. Kraatrid on suhteliselt madalad ja laialivalguvad, mis viitab osaliselt sellele, et asteroid võib olla väga poorne või koosneda lahtisest „purupalli” (rubble-pile) tüübist materjalist. Mõõtmised on näidanud madalat keskmist tihedust (hindamisi ligikaudu ~1,3 g/cm³), mis toetab kõrge pooruse ja vähese kivimassilise tiheduse ideed.

NEAR Shoemakeri külastus

Seda asteroidi külastas kosmosesond NEAR Shoemaker 1997. aasta juunis, kui sond oli teel asteroidi 433 Eros juurde. NEAR tegi lähenemisel ja flyby ajal ühest küljest fotosid ja teisi teadusmõõtmisi, kuid pildistati peamiselt vaid ühte poolkera, sest lähtekoht ja läbilend võimaldasid ainult osalist vaatlust. Pildid näitasid suuri ja arvukaid kraatreid, madalaid pinnavorme ja tumedat regoliiti.

NEARi tulemused andsid olulist teavet Mathilde sisemise ehituse ja pinnatingimuste kohta: kraatrid on erakordselt suured võrreldes asteroidi suurusega ning asteroidi madal tihedus viitab sellele, et see võib olla üles ehitatud suurest osast õhukesest, lahtisest materjalist või küllastunud pooridest. NEARi flyby toimus ligikaudu 1997. aasta lõpp-juunis (täpne lähenemiskuupäev oli 27. juuni 1997) ja andis esimesed lähivaatepildid ühele C-tüüpi asteroidile.

Tähtsus ja järeldused

Mathilde uurimine oli oluline samm, sest see pakkus esmakordset vaadet primitiivsele C-tüüpi objektile lähivaates. Kogutud andmed aitasid mõista C-tüüpi asteroidide koostist, poorust ja kehalist reaktsiooni löökide korral. Kuigi 253 Mathilde oli tol ajal üks suurimaid sondidega külastatud asteroide, on hilisemad missioonid (nt Dawn) uurinud veel suuremaid taevakehi nagu Vesta ja Ceres. NEAR Shoemakeri lend andis siiski väärtusliku võrdlusbaasi teiste asteroidivaatluste jaoks ning aitas selgitada, kuidas varajased päikesesüsteemi materjalid võivad olla säilinud ja milline on nende roll Maa ja teiste planeetide keemias.

Kirjeldus

253 Mathilde on väga tume. Asteroidil on mitu väga suurt kraatrit, kusjuures üksikud kraatrid on nimetatud söeväljade ja vesikondade järgi üle maailma. Kaks suurimat kraatrit, Ishikari (29,3 km) ja Karoo (33,4 km), on sama laiad kui asteroidi keskmine raadius. Kokkupõrked näivad olevat asteroidist suuri mahte välja löönud, millele viitavad kraatrite nurgelised servad.

NEAR Shoemakeri poolt mõõdetud tihedus, 1300 kg/m³, on vähem kui poole väiksem kui tavalisel süsiniku sisaldusega kondriidil; see võib viidata sellele, et asteroid on väga lõdvalt pakitud killustikuhunnik (asteroid, mis on kokkupõrke tagajärjel purunenud ja gravitatsiooni mõjul uuesti kokku tõmmatud). Sama kehtib mitme C-tüüpi asteroidi kohta, mida on uuritud maapealsete teleskoopide abil adaptiivse optika süsteemidega (45 Eugenia, 90 Antiope, 87 Sylvia ja 121 Hermione). Kuni 50% 253 Mathilde'i sisemusest on avatud. Siiski võib 20 km pikkuse kallakute olemasolu viidata sellele, et asteroidil on teatav struktuuriline tugevus, seega võib ta sisaldada suuri sisemisi komponente. Väike sisemine tihedus on ebaefektiivne löögilöögi edasikandja läbi asteroidi, mis aitab ka pinnaomadusi suurel määral säilitada.

Mathilde'i orbiit on ekstsentriline, viies ta kaugemasse Põhivööndisse. Sellegipoolest jääb see orbiit Marsi ja Jupiteri orbiitide vahele; see ei ristu planeetide orbiitidega. Samuti on tal üks aeglasemaid pöörlemisperioode teadaolevatest asteroididest - enamiku asteroidide pöörlemisperiood jääb vahemikku 2-24 tundi. Asteroidi aeglase pöörlemiskiiruse tõttu suutis NEAR Shoemaker pildistada vaid 60% asteroidi pinnast. Aeglase pöörlemiskiiruse põhjuseks võib olla asteroidi ümber tiirlev kuu, kuid NEARi piltide otsing näitas, et ükski neist ei ole suurema kui 10 km läbimõõduga kui 253 Mathilde'i 20-kordne raadius.

Üks suur kraatritest 253 Mathilde'il. NASA pilt.

Küsimused ja vastused

K: Kes avastas asteroidi 253 Mathilde ja millal?

K: Milline on asteroidi 253 Mathilde orbiit?

K: Milline on asteroid 253 Mathilde'i pöörlemiskiirus?

K: Mis tüüpi asteroid on asteroid 253 Mathilde?

K: Milline kosmoseaparaat külastas asteroidi 253 Mathilde ja millal?

K: Mida avastas kosmoseaparaat NEAR Shoemaker asteroidi 253 Mathilde külastamise ajal?

K: Milline on asteroidi 253 Mathilde tähendus kosmoseuuringute seisukohalt?

Otsing