Vesta — teine suur asteroid (läbimõõt ~530 km), ainus palja silmaga nähtav

4 Vesta (IPA: [ˈvɛstə]) on Päikesesüsteemi suuruselt teine asteroid, mille keskmine läbimõõt on umbes 530 km ja hinnanguline mass 9% kogu asteroidivööndi massist. Tänu oma suurusele ja ebatavaliselt heledale pinnale on Vesta kõige heledam asteroid ja ainus, mis on Maalt palja silmaga nähtav. Vesta astronoomiline sümbol on .

Avastamine ja nimi

Vesta avastati 29. märtsil 1807 saksa astronoomi Heinrich Olbersi poolt. Nimi on tuletatud Vesta-nimisest rooma kodutulekute ja kodukolde jumalannast. Kataloogis on Vesta tähistatud numbriga 4, kuna ta oli neljas teadaolev asteroid.

Orbiit ja pöörlemine

Orbiidi suurus: Vesta asub asteroidivööndis Marsi ja Jupiteri vahel, poolpõhimõõt (semimajor axis) on umbes 2,36 astronoomilist ühikut (AU).
Orbitaalne periood: ligikaudu 3,63 aastat (ümber Päikese).
Eksentrilisus ja inklinatsioon: orbiidi eksentrilisus on ≈0,09 ja kaldenurk (inklinatsioon) orbiiditasandile umbes 7°.
Pöörlemine: Vesta pöörleb kiiresti – üks ümberpööramine võtab umbes 5,34 tundi.
Teljekalle: teljekalle (obliquity) on ligikaudu 29°, mis põhjustab Vestas aastaaegadega seotud valguse ja varju muutusi.

Füüsikalised omadused ja geoloogia

Vesta on üks suurimaid ja geoloogiliselt keerukamaid lähimaid asteroide. Tema keskmine läbimõõt on umbes 525–530 km, tihedus umbes 3,4 g/cm³ ning mass ligikaudu 2,6×10²⁰ kg. Erinevalt paljudest teistest asteroididest on Vesta osaliselt diferentseeritud: ta omab metalli raud- ja nikeli rikka tuuma, kivimantlit ja koorikut. See viitab, et Vesta soojenes ja sulas varajases Päikesesüsteemi ajaloos ning läbis sarnaselt planeetidega siseehituse eristumise.

Üks Vesta kõige silmapaistvamaid tunnuseid on lõunapooluse hiiglaslik kraater, nimetus Rheasilvia. See bassein on ligi 500 km läbimõõduga ja sisaldab keskset tipusarnast mäeseljakut, mis on umbes 20–25 km kõrge — üks Päikesesüsteemi kõrgemaid teadaolevaid keskmikke.

Pinnakate ja koostis

Vesta pinnal on palju kraatreid, noori ja vanu laavapinnuseid ning väljapaistvaid tumedamaid ja heledamaid piirkondi. Spectroskoopia ja näidised, mis on jõudnud Maale meteoriti kujul, näitavad, et Vesta koorik koosneb peamiselt basaltsest kivimist. Just selle tõttu seostatakse Vestat tihedalt HED-meteoritega (howardite, eucrite, diogenite), mis on üks enim uuritud meteoriidirühmi ja tõenäoliselt pärinevad Vesta pinnalt.

Valgusefekt ja vaatlemine Maalt

Tänu suhteliselt suurele albedo-le (pinna helidus) ja suurusele on Vesta üks heledamaid asteroididest. Parimal opositsiooniperioodil võib ta Maalt vaadeldes saavutada visuaalse heledusena ligikaudu +5,1 magnituudi, mis tähendab, et hea vaatluskoha ja tumeda taeva tingimustes võib ta palja silmaga näha. Tema villakus ja näiv kirkus sõltuvad kaugusest, faasist ja atmosfääritingimustest.

Uurimismissioonid ja tähtsus

Vesta uuriti põhjalikult NASA missiooni Dawn (sama missioon külastas hiljem ka kääbusplaneeti Cerest). Dawn saabus Vesta juurde 2011. aastal ja viibis seal 2011–2012, pöörates ümber ja kogudes kõrge eraldusvõimega pildimaterjali, topograafilisi kaarte, koostisemõõtmisi ja gravitatsioonilisi andmeid. Missioon kinnitas Vesta diferentseerunud olemuse, näitas Rheasilvia suurust ja andis tugeva tõendi seosele HED-meteorite ning Vesta vahel.

Vesta uurimine on tähtis, sest ta esindab säilinud protoplaneeti ja annab unikaalset teavet varajaste Päikesesüsteemi protsesside, sulamise ja keemilise eristumise kohta. HED-meteorite analüüs koos Dawn'i andmetega võimaldab siduda laboratoorsed leiud konkreetse taevakehaga.

Kiired faktid

Avastas: Heinrich Olbers, 29.03.1807
Keskmine läbimõõt: ~525–530 km
Mass: ~2,6×10²⁰ kg (hinnanguline)
Tihedus: ≈3,4 g/cm³
Pöörlemisperiood: ≈5,34 tundi
Orbiit: pooltelg ≈2,36 AU, periood ≈3,63 a
Erinevused pinnal: Rheasilvia bassein ja suur keskne mäetipp
Olulisus: tõenäoline HED-meteorite allikas ja diferentseeritud protoplaneet

Vesta on üks paremini uuritud asteroididest ning jätkab teadlasi huvitamast nii vaatlusandmete kui meteoriitide kaudu, aidates mõista Maa ja teiste planeetide moodustumist ning varajast arengut Päikesesüsteemis.

Discovery

Vesta avastas 29. märtsil 1807. aastal saksa astronoom Heinrich Wilhelm Olbers. Ta lubas silmapaistval matemaatikul Carl Friedrich Gaussil anda asteroidile nime Rooma kodu ja südame jumalanna Vesta järgi.

Pärast Vesta avastamist 1807. aastal ei avastatud ühtegi asteroidi järgmise 38 aasta jooksul. Selle aja jooksul loeti neli teadaolevat asteroidi planeetide hulka ja igaühel neist oli oma planeetide sümbol. Vesta oli tavaliselt kujutatud stiliseeritud südamikuga (). Muud sümbolid on ja . Kõik on lihtsustatud algsest .

Suuruse võrdlus: 10 esimest asteroidi võrreldes Maa Kuuga. Vesta on vasakult neljas.

Füüsilised omadused

Vesta on asteroidivööndi suuruselt teine keha. Vesta sisemus erineb selle pinnast. Ta asub sisemises peavööndis, umbes 2,50 AE kaugusel. Mahult sarnaneb ta 2 Pallase omaga (kuigi see pole kinnitatud), kuid on mõnevõrra massiivsem.

Vesta kuju on oma gravitatsiooni järgi lähedane kerakujule, kuid suur kumerus ja kühm polaarjoone (vt allpool "Pinnaomadused") ei vasta IAU kriteeriumidele, mille alusel teda võiks pidada planeediks. Igal juhul lükkas IAU liikmeskond selle resolutsiooni tagasi ja Vesta nimetatakse jätkuvalt asteroidiks. Siiski on võimalik, et Vesta võidakse tulevikus nimetada kääbusplaneediks, kui veenvalt selgub, et selle kuju tuleneb hüdrostaatilisest tasakaalust.

Selle pöörlemine on asteroidi jaoks tegelikult kiire (5,342 h) ja prograde, põhjapoolus on suunatud 20 h 32 min paremale tõusule, deklinatsioon +48°, mille määramatus on umbes 10°. See annab aksiaalse kallutatuse 29°.

Arvatakse, et temperatuur maapinnal on umbes -20 °C, kui Päike on üleval, ja langeb umbes -190 °C-ni talvel. Tüüpilised päevased ja öised temperatuurid on vastavalt -60 °C ja -130 °C. See hinnang kehtib 6. mai 1996. aasta kohta, mis on väga lähedal periheelionile, samas kui üksikasjad varieeruvad mõnevõrra aastaaegade lõikes.

Vesta 4 kõrguskaart kagust vaadatuna, millel on näha lõunapooluse kraater. Nagu on määratud Hubble'i kosmoseteleskoobi 1996. aasta mai piltide põhjal.

Geoloogia

Vesta puhul on teadlastele kättesaadav suur hulk võimalikke proove, mis on üle 200 HED-meteoriidi, mis annavad ülevaate Vesta geoloogilisest ajaloost ja struktuurist.

Arvatakse, et Vesta koosneb metallist rauast-nikkelist tuumast, mille kohal on kivimiline oliviinist mantel ja pinnakoor. Alates Ca-Al-rikkalike sulandite (esimene tahke aine Päikesesüsteemis, mis tekkis umbes 4567 miljonit aastat tagasi) esmakordsest ilmumisest on tõenäoline ajaskaala järgmine:

Akkretsioon on lõppenud umbes 2-3 miljoni aasta pärast.
Täielik või peaaegu täielik sulamine ²⁶Ali radioaktiivse lagunemise tõttu, mis viib metallisüdamiku eraldumiseni umbes 4-5 miljoni aasta pärast.
Konvektsioneeriva sulanud mantli järkjärguline kristalliseerumine. Konvektsioon lõppes, kui umbes 80% materjalist oli kristalliseerunud, umbes 6-7 miljonit aastat tagasi.
Ülejäänud sulamaterjali ekstrusioon, et moodustada koorik. Kas basalti laavadena järk-järgulistes pursketes või võib-olla lühiajalise magmaookeanina.
Maakoore sügavamad kihid kristalliseeruvad ja moodustavad plutoonilisi kivimeid, samas kui vanemad basaltiidid metamorfiseeruvad uuemate pinnakihide surve tõttu.
Siseruumide aeglane jahtumine.

Vesta on ainus teadaolevalt puutumatu asteroid, mis on selle protseduuri käigus uuesti pinnale toodud. Raudmeteoriitide ja ahondriitmeteoriitide klasside esinemine ilma tuvastatud emakehata viitab siiski sellele, et kunagi olid olemas ka teised diferentseerunud planeetosimulaadid, millel oli kivimiline ajalugu ja mis on vahepeal kokkupõrgetega purunenud.

Pinna omadused

Mõned Vestiani pinna omadused on tuvastatud Hubble'i kosmoseteleskoobi ja maapealsete teleskoopide, näiteks Kecki teleskoobi abil.

Kõige tähelepanuväärsem pinnamälestis on väga suur kraater, mille läbimõõt on 460 km ja mis asub lõunapooluse lähedal. Selle laius on umbes 80% kogu Vesta läbimõõdust. Selle kraatri põhi on umbes 13 km sügavusel ja selle serv tõuseb 4-12 km kõrgusele ümbritsevast alast, kusjuures kogu pinnareljeef on umbes 25 km. Keskne tipp tõuseb kraatri põhjast 18 km kõrgusele. Arvatakse, et vastutav kokkupõrge lõhkus umbes 1% kogu Vesta mahust ja tõenäoliselt on selle kokkupõrke jäänukiks väiksemate asteroidide rühm, mida tuntakse Vesta perekonnana. Kui see on nii, siis näitab asjaolu, et 10 km pikkused Vesta perekonna fragmendid on pommitamisest tänaseni säilinud, et kraater on ainult umbes 1 miljard aastat vana või noorem. See oleks ka HED-meteoriitide algne päritolukoht. Tegelikult moodustavad kõik teadaolevad V-tüüpi asteroidid kokku ainult umbes 6% väljapaiskunud mahust, ülejäänud osa on arvatavasti kas väikestes fragmentides, väljapaiskunud 3:1 Kirkwoodi lõhe lähenedes või kiirgussurve tõttu eemale perturbeerunud. Hubble'i piltide spektroskoopilised analüüsid on näidanud, et see kraater on tunginud sügavale läbi mitme erineva maakoorekihi ja võib-olla ka mantlisse, millele viitavad oliviini spektrilised märgid. Huvitaval kombel ei ole Vesta sellises suurusjärgus kokkupõrke tagajärjel purunenud ega pinnale kerkinud.

Lisaks on veel mitu suurt kraatrit, mis on umbes 150 km laiad ja 7 km sügavad. Umbes 200 km läbimõõduga tumedat objekti on Vesta avastaja auks nimetatud Olbersiks, kuid see ei kajastu kõrguskaartidel nagu värske kraater ja selle olemus on praegu teadmata, võib-olla on tegemist vana basaltpinnaga. See on võrdluspunktiks, mille keskpunktist läbib 0° pikkuskraadi põhimeeteridiaani.

Ida- ja läänepoolkeral on märgatavalt erinevad maastikud. Hubble'i kosmoseteleskoobi piltide esialgse spektraalanalüüsi põhjal näib, et idapoolkeral on tugevalt peegelduv, tugevalt kraatriseerunud "kõrgmäestik", millel on vanad, tolmused kivimid ja kraatrid, mis tungivad sügavamatesse plutoonilistesse koorekihtidesse. Seevastu läänepoolkera suured piirkonnad on kaetud tumedate geoloogiliste üksustega, mida peetakse pinnalähedasteks basaltiivideks.

4 Vesta ja 1 Ceres koos Maa kuuga.

Fragmendid

Arvatakse, et mitmesugused väikesed Päikesesüsteemi objektid on Vesta fragmendid, mis on tekkinud kokkupõrgete tagajärjel. Vestoidi asteroidid ja HED-meteoriidid on näited. V-tüüpi asteroidi 1929 Kollaa koostis on määratud kumulatiivsete eukriitmeteoriitide sarnaseks, mis viitab selle päritolule sügaval Vesta maakoores.

Kuna mitmed meteoriidid on arvatavasti Vestast pärit fragmendid, on Vesta praegu üks viiest tuvastatud Päikesesüsteemi kehast, millest meil on füüsilised proovid, teised on Marss, Kuu, komeet Wild 2 ja Maa ise.

Tõendid HED meteoriidi päritolu kohta

See põhineb andmetel, mis saadi sondilt Dawn, mis tiirles 10 kuud Vesta ümber asteroidivööndis.

Vesta on HED-meteoriitide allikas, mis moodustavad umbes 6% kõigist Maale langevatest meteoriitidest. Need meteoriidid sisaldavad pürokseeni, mis on raua- ja magneesiumirikas mineraal. See on täpselt sobitatud Dawni instrumentide poolt Vesta pinnal jäädvustatud mineraalide tunnustega.

Vesta on näha San Franciscost 14. juunil 2007.

Nähtavus

Tänu oma suurusele ja ebatavaliselt heledale pinnale on Vesta kõige heledam asteroid ning ta on aeg-ajalt pimedalt (mittevalgustatud) taevast palja silmaga nähtav. Hiljuti, 2007. aasta mais ja juunis, saavutas Vesta maksimaalse heleduse +5,4, mis on heledaim alates 1989. aastast.

Sel ajal olid opositsioon ja periheelion vaid mõne nädala kaugusel. See oli nähtav tähtkujudes Ophiuchus ja Scorpius.

Vähem soodsad opositsioonid hilissügisel põhjapoolkeral on Vesta endiselt umbes +7,0-magnituudiga. Isegi kui Vesta on koos Päikesega, on tema tähesuurus umbes +8,5; seega saab teda saastevabalt taevast vaadelda binokliga isegi palju väiksema elongatsiooni korral kui opositsiooni lähedal.

Küsimused ja vastused

K: Mis on 4 Vesta?

V: 4 Vesta on Päikesesüsteemi suuruselt teine asteroid.

K: Milline on 4 Vesta keskmine läbimõõt?

V: 4 Vesta keskmine läbimõõt on umbes 530 km (umbes 330 miili).

K: Kui suur on 4 Vesta hinnanguline mass võrreldes kogu asteroidivööga?

V: 4 Vesta hinnanguline mass on 9% kogu asteroidivöö massist.

K: Mis teeb Vesta asteroidide seas ainulaadseks?

V: Vesta suurus ja ebatavaliselt hele pind muudavad ta kõige heledamaks asteroidiks ja ainukeseks, mis on Maalt palja silmaga nähtav.

K: Mis on Vesta astronoomiline sümbol?

V: Vesta astronoomiline sümbol on .

K: Kuidas hääldatakse 4 Vesta?

V: 4 Vesta hääldatakse IPA:[ˈvɛstə].

K: Mis tähendus on sellel, et Vesta on Maalt palja silmaga nähtav?

V: See on oluline, sest see on ainus asteroid, mis on Maalt palja silmaga nähtav.