4 Vesta

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
4 Vesta
Vesta full mosaic.jpg
Löytäminen
Löytäjät H. Wilhelm Olbers
Löytöaika 29. maaliskuuta 1807
Kiertoradan ominaisuudet
Pienin etäisyys Auringosta 321,82 milj. km
2,151 AU
Suurin etäisyys Auringosta 384,72 milj. km
2,572 AU
Eksentrisyys 0,08902
Kiertoaika Auringon ympäri 1325,46 päivää eli 3,63 vuotta
Keskiratanopeus 19,34 km/s
Inklinaatio 7,133°
Kuiden lukumäärä 0
Fyysiset ominaisuudet
Läpimitta 573×557×446 km
Massa 2,59×1020 kg
Putoamiskiihtyvyys pinnalla 0,22 m/s2
Pyörähdysaika 0,2226 päivää, 5,342 tuntia
Akselin kaltevuus 29°
Absoluuttinen kirkkaus 3,20
Albedo 0,423
Pakonopeus 0,35 km/s
Asteroidiluokka V

4 Vesta (symboli: Modern astrological symbol of Vesta) on kirkkain asteroidi ja toiseksi suurin kappale Marsin ja Jupiterin välisellä asteroidivyöhykkeellä. Vesta on 4. löydetty asteroidi, löytäjänä saksalainen tähtitieteilijä Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers vuonna 1807. Asteroidi Vesta sai nimensä roomalaisen mytologian Vesta-jumalattaren mukaan. Vestan nimesi Carl Friedrich Gauss.[1] Vestaa pidettiin aluksi planeettana yhdessä Cereksen, Pallaksen ja Junon kanssa, kunnes uusien asteroidien löytyminen lopulta johti niiden aseman menetykseen 1800-luvun puolivälin jälkeen.[2][3][4] Kun Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni vuonna 2006 laati planeetan määritelmää, Vesta oli yksi planeettakandidaateista. Määritelmä kuitenkin tiukentui eikä Vestaa määritelty uudelleen planeetaksi.[5][6] Vesta on melko tiheä kivinen kappale, joka on historiassaan kokenut aineiden sisäistä lajittumista ja kaksi suurta törmäystä. Viimeisempi törmäys synnytti Vestaan suuren kraatterin, Rheasilvian, sekä irroitti Vestasta kappaleita pieniksi asteroideiksi, joista osa on osunut Maahan meteoriitteinä. Kesällä vuonna 2011 NASA:n lähettämä avaruusluotain Dawn saapui kiertämään Vestaa sen tutkimista varten. Luotain palasi takaisin Aurinkoa kiertävälle radalle syyskuussa 2012.[7][8]

Löytyminen ja tutkimuksen historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Dawn-luotaimen 5200 km päästä ottama kuva asteroidi Vestasta.
Kokovertailussa useat Aurinkokunnan kappaleet, jotka olivat IAU:n vuoden 2006 planeetan määritelmää luotaessa planeettaehdokkaina. Niistä tuli määritelmän valmistuttua kääpiöplaneettaehdokkaita. Vesta on kolmas alhaalla oikealla. (Kuvassa näkyy myös kaistale Maasta kappaleiden koon parempaa hahmotusta varten.)

Vestan löysi 29. maaliskuuta 1807 saksalainen tähtitieteilijä Heinrich Wilhelm Olbers aikana jolloin asteroidit luokiteltiin vielä planeetoiksi, sillä niitä tunnettiin tuolloin vain kolme muuta (Ceres, Pallas ja Juno). Olbers uskoi että nämä pienet planeetat olisivat syntyneet yhden suuremman hajotessa osiin, ja Vesta löytyikin tarkoituksellisen etsinnän tuloksena.[1][3][9] Vaikka Olbersin olettamus asteroidien alkuperästä osoittautuikin myöhemmin vääräksi eikä Vesta ole mistään suuremmasta kappaleesta irronnut pala vaan kerrostunut protoplaneetta, joka jäi alunperin pieneksi, hän osui silti oikeaan arvioidessaan että asteroideja olisi enemmän kuin kolme, mikä johtikin Vestan löytymiseen.[7][9]

Vestan ja myös muiden asteroidien radat laskenut matemaatikko Carl Friedrich Gauss sai Olbersilta luvan nimetä uuden löydön, sillä Olbers oli löytänyt ja nimennyt jo yhden planeetan Pallaksen. Gauss nimesi Olbersin uuden löydön antiikin roomalaisten kotilieden jumalattaren, Vestan, mukaan ja planeetan symboliksi päätettiin alttari, jossa palaa tuli 4 Vesta (2).svg. Symbolista on myöhemmin sen monimutkaisuuden vuoksi luotu yksinkertaistetumpia versioita helpomman merkinnän aikaansaamiseksi, esimerkiksi Simbolo di Vesta.svg ja Vesta symbol.svg. Kun lisää asteroideja rupesi löytymään Astraean löydyttyä vuonna 1845 asteroidien erottaminen planeetoista tuli vähitellen yleiseksi käytännöksi, ja niille annettiin uudet löytöjärjestyksen mukaiset numerosymbolit. Täten Vestan uusi symboli oli muotoa ④. Myöhemmin näistä numerosymboleista kehittyi pikkuplaneettojen virallinen numerointi.[1][3]

Vesta oli ensimmäinen asteroidi jonka massa määritettiin kohtuullisella tarkkuudella sen muiden asteroidien rataan aiheuttamien häiriöiden avulla. Vuonna 1966 Hans G. Hertz mittasti asteroidi 197 Areten radanmuutosten pohjalta Vestan massaksi noin (1,20 ± 0,08) E−10 kg, joka lienee noin 15 % sisään oikea.[10][11]

Vestan keskiläpimitan arvioi suunnilleen oikein William Pickering jo 1800-luvulla, mutta tarkemmin läpimitta mitattiin täpläinterferometrialla ja tähdenpeitoilla 1980- ja 1990-lukujen vaihteessa. Vestaa tutkittiin myös Hubble-avaruusteleskoopilla, jonka kuvista löydettiin myös Rheasilvia-kraatteri.[12][13]

Ensimmäiset lähikuvat Vestasta otti NASAn Dawn-luotain, joka laukaistiin kesällä 2007 ja joka saapui Vestan läheisyyteen kesäkuussa 2011 ja asettui 16. heinäkuuta 2011 sen kiertoradalle tutkimaan asteroidia. Dawn etsi ensisijaisesti merkkejä vedestä. Se löysi asteroidin päiväntäsaajan seuduilta vetyä, joka voisi viitata mineraaleihin sitoutuneeseen veteen.[14] Dawn poistui Vestaa kiertävältä radalta 5. syyskuuta 2012, jolloin luotain ohjattiin kohti kääpiöplaneetta Ceresiä.[8]

Rata-arvoja ja vastaavia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vestan rata (sinisellä) verrattuna sisimpien planeettojen ratoihin (punaisella). Uloin kuvan planeetoista on Jupiter

Vesta kiertää Aurinkoa asteroidivyöhykkeellä melkein ympyrämäisellä radalla keskimäärin 2,361 kertaa niin kaukana kuin Maa. Kiertoaika on 3,63 vuotta eli tarkemmin 1 325,15 päivää. Vestan radan soikeus e = 0,08902, jolloin Vesta käy lähimmillään 2,151 AU:n päässä Auringosta ja on etäisimmillään 2,572 AU:n päässä Auringosta. Näin Vesta kiertää sisemmässä asteroidivyöhykkeessä 2,50 AU:n Kirkwoodin aukon sisäpuolella. Rata on 7,135° kallellaan ekliptikaa vastaan.

Periaatteessa Vesta näkyy himmeänä paljain silmin, jos näkö on tarkka. Näennäinen kirkkaus vaihtelee välillä V=5,1–8,48. Suurin asteroidi, kääpiöplaneetta Ceres, on Vestaa himmeämpi.

Fyysiset ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vestan sisäinen rakenne: ydin, vaippa ja kuori.
Vesta, Ceres ja Kuu kokovertailussa.
Eri suunnista Vestasta otetut kuvat näyttävät selvästi asteroidin epäsäännöllisen muodon.

Vesta on muodoltaan epäsäännöllinen, mutta kohtalaisen pyöreä. Vestan mitat ovat 572,6×557,2×446,4 km (keskimääräinen läpimitta noin 525,4 km).[7] Vestan massa on 9 % asteroidivyöhykkeen massasta eli noin 2,59×1020 kg. Tämä on hieman alle kymmenesmiljardisosa Auringon massasta ja noin 28 % suurimman asteroidin, Ceresin, massasta.[15]

Vestan albedo on 0,423 ja tiheys 3,4. Täten Vesta on kivinen asteroidi, tosin hieman erikoista tyyppiä V. V-tyypin asteroidit ovat tavallisempaa S-tyyppiä pyrokseenipitoisempia. Lisäksi Vestan sisäinen rakenne muistuttaa kiviplaneettojen kuten Maan tai Venuksen kerroksellista rakennetta enemmän kuin tyypillisten asteroidien sisustaa. Vestalla on noin 214–226 kilometrin läpimittainen rautaydin, silikaattikivinen vaippa ja basalttinen kuori. Vesta onkin protoplaneetta, joka selvisi ehjänä Aurinkokunnan syntyajoista. Pinnaltaan Vesta on melko kirkas, huomattavasti kirkkaampi kuin esimerkiksi Kuu tai Mars.[12][7][16][17][18]

Vestan pyörähdysaika on 5,342 tuntia ja akselikallistuma on 29°. Vestan Auringon-puoleisen pään lämpötila nousee +20 celciusasteeseen ja talvinavan lämpötila laskee -190 asteeseen. Vestan lämpötilat vaihtelevat tavallisesti välillä -60°C (päivällä) ja -130°C (yöllä). Erään havainnon mukaan Vestassa olisi joitain vuodenaikavaihteluja. Painovoima pinnalla on vain 0,022 g ja pakonopeus 0,35 km/s.

Pinnanmuodot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vestan eteläinen päiväntasaaja-alue.

Vestan pinnassa on kauas näkyvissä 200 km läpimittainen tumma alue, jota on epävirallisesti kutsuttu nimellä ”Olbers Regio”. Se on syvänkömäinen painanne.[19][20] Kirkkaammat alueet lienevät runsaskraatterista ylämaata. Pinnalla on myös kaksi usean sadan kilometrin mittaista yhdensuuntaisten repeämälaaksojen sarjaa, Saturnalia Fossae ja Divalia Fossae. Repeämien maksimileveydet ovat noin 39 ja noin 22 km.[21][22]

Vestan etelänavan tuntumassa on valtava, noin 500 km:n läpimittainen törmäyskraatteri nimeltään Rheasilvia, jonka syvyys on 19 km ja reunavallien korkeus 4–12 km. Sen keskushuipun leveys on 180 km ja korkeus kraatterin pohjalta noin 20 km. Kraatterin keskushuippu on yksi Aurinkokunnan korkeimmista vuorista. Se on esimerkiksi korkeampi kuin Mauna Kea (merenpohjasta mitattuna) eikä kovin paljon matalampi kuin Marsissa sijaitseva Olympus Mons. Rheasilvia kattaa 80 % Vestasta sen keskustan suunnasta katsoen.[7][16] Rheasilvia osottautui hieman suuremmaksi, kuin aikaisemmista Hubble-avaruusteleskoopin mittauksista arveltiin.[13]

Rheasilvian alle on osittain jäänyt toinen vielä sitä vanhempi jättiläiskraatteri, Veneneia. Nämä törmäykset ovat todennäköisesti synnyttäneet vestan pinnan suuret repeämälaaksot. Vestassa on jättiläiskraatterien lisäksi useita noin 150 km:n läpimittaisia ja 7 km syviä kraattereita. Eräs suurimmista on noin 270 km leveä Feralia Planitia.[7][16][21][23]

Vestan muinainen osittainen hajoaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vestan pintaa 5200 km:n etäisyydeltä kuvattuna.

Vestassa näkyvät selvästi muinaiset törmäykset, jotka ovat irrottaneet asteroidista materiaa pienemmiksi asteroideiksi ja meteoriiteiksikin. Rheasilvian muodostanut törmäys on irrottanut arviolta 1 % verran Vestan massasta. Sen arvioidaan tuottaneen noin 235 alle 10 km:n läpimittaista V-tyypin asteroidia noin miljardi vuotta sitten. Havaitut V-tyypin asteroidit kattavat vain 6 % Vestasta törmäyksen seurauksena pois singonneesta massasta. V-tyypin asteroidit sijaitsevat välillä 2,18 AU–2,50 AU. 2,50 AU on 1:3 rataresonanssi.

Vestan geologinen historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähikuva Vestan kraatteripinnasta.
Lumiukoksi sanottu nuori kraatteripari Vestan pinnalla.

Vestan erikoinen V-tyypin olemus selittyy kappaleen historialla, johon kuuluu asteroiditörmäyksiä. Törmäykset ovat paljastaneet asteroidin syviä kerrostumia näkyville.

Melko pyöreä karbonaatti- ja savipintainen C-luokan asteroidi, kääpiöplaneetta Ceres, on säilyttänyt alkuperäistä olemustaan enemmän kuin Vesta, sillä onkin tallella kiviydintä ympäröivä jäävaippa, Vestalla sensijaan ei tällaista ainakaan nykyisin ole.[24][18] Kooltaan Vesta muistuttaa Pallasta, joka on Vestan ja Cereksen tavoin yksi suurimmista asteroidivyöhykkeen kohteista. Pallas on kuitenkin pinnan koostumukseltaan lähempänä hiilikondriittipintaista Cerestä ja sen tiheys on pienempi kuin Vestalla. Pallas sisältääkin enemmän vettä ja se luetaan B-tyyppisiin asteroideihin.[24][18]

Vestassa on tapahtunut radioaktiivisen lämmön vaikutuksesta ainesten lajittuminen. Näin ollen Vestalle muodostui rautaydin ja ympärille kevyempi kivivaippa ja basalttinen kuori. Vesta onkin ominaisuuksiltaan Maankaltaisia planeettoja muistuttava protoplanetaarinen taivaankappale.[18]

  • Aurinkokunta syntyi 4 570 miljoonaa vuotta sitten.
  • Kasautuminen tapahtui 2–3 miljoonassa vuodessa.
  • Radioaktiivisen alumiini-26:n hajoaminen sulatti Vestan ytimen ja kivisen vaipan 4–5 miljoonassa vuodessa. Vestan sisuksissa alkoi tapahtua konvektiota, kivisulan virtausta lämmön vuoksi.
  • Sulassa vaipassa tapahtui asteittaista kiteytymistä. Vaipan virtaukset pysähtyivät, kun 80 % materiasta oli kiteytynyt noin 6–7 miljoonassa vuodessa.
  • Jäljelle jäänyt basalttinen laava purkautui Vestan pinnalle, ehkä magmamereksi.
  • Syvälaavasta syntyi syväkiveä, aikaisemmasta basaltista metamorfista kiveä.

Vestasta tulleita meteoriitteja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vestan geologisia tapahtumia on nähtävissä sieltä tulleissa meteoriiteissa. Näitä ovat akondriitit ja jotkut rautameteoriitit. Howardiitit ja breksioituneet eukriitit ovat kivettynyttä regoliittia, pölyn ja kivien seosta. Nämä ovat Vestan pintakerrosta. Basalttilaava on tuottanut "ei-kasautuvia eukriitteja". "Kasautuvat eukriitit", jotka sisältävät pyrokseenia, pigeoniittia ja plagioklaasia, ovat Vestan syväkiviä. Diogeniitit, joissa on suuria ortopyrokseenirakeita, ovat Vestan syväkiviä kaikkein syvimmältä. V-tyypin asteroidien koosta päätellen Vestan kuoren paksuus lienee 10 km.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Lutz D. Schmadel: Dictionary of Minor Planet Names, s. 13. Springer, 2012. ISBN 3642297188. Teoksen verkkoversio (viitattu 28.4.2014). (englanniksi)
  2. Hubble Images of Asteroids Help Astronomers Prepare for Spacecraft Visit 2007. HubbleSite. Viitattu 25.3.2014. (englanniksi)
  3. a b c James L. Hilton: When did the asteroids become minor planets? The United States Naval Observatory (USNO). Viitattu 25.3.2014. (englanniksi)
  4. Frances Barbara Burton: ”Fifth, sixth, seventh & eighth planets. Vesta, Juno, Ceres and Pallas”, Astronomy simplified, s. 41. , 1838. Teoksen verkkoversio (viitattu 26.4.2014). (englanniksi)
  5. Martin Kornmesser: Planet candidates in the Solar System (artist's impression) The International Astronomical Union. Viitattu 13.12.2014. (englanniksi)
  6. RESOLUTION B5 – Definition of a Planet in the Solar System (PDF) 2006. IAU. Viitattu 13.12.2014. (englanniksi)
  7. a b c d e f C. T. Russell et al.: Dawn at Vesta: Testing the Protoplanetary Paradigm. Science, 2012, 336. vsk, nro 684, s. 684-. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 16.3.2014. (englanniksi)
  8. a b Dawn - Mission Status: 2012 (Luotain jätti Vestan taakseen 5. syyskuuta 2012) NASA. Viitattu 28.4.2014. (englanniksi)
  9. a b W. T. Lynn: The discovery of Vesta. The Observatory, Helmikuu 1907, 30. vsk, s. 103-105. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 12.12.2014. (englanniksi)
  10. H. G. Hertz: Mass of Vesta. Science, 19. huhtikuuta 1968, 160. vsk, nro 3825, s. 299–300. Artikkelin verkkoversio Viitattu 28.4.2014. (englanniksi)
  11. Positions of asteroids for use in mass determinations. Astronomy and Astrophysics Supplement Series, 1992, 94. vsk, nro 2, s. 259–263. ISSN 0365-0138. Artikkelin verkkoversio Viitattu 28.4.2014. (englanniksi)
  12. a b Asteroid or Mini-Planet? Hubble Maps the Ancient Surface of Vesta 1995. HubbleSite. Viitattu 25.3.2014. (englanniksi)
  13. a b Paul Schenk et al.: The Geologically Recent Giant Impact Basins at Vesta’s South Pole. Science, 2012, 336. vsk, nro 694. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 22.4.2014. (englanniksi)
  14. Tähdet ja avaruus 24.9.2012
  15. E. V. Pitjeva: High-Precision Ephemerides of Planets—EPM and Determination of Some Astronomical Constants. Solar System Research, 2005, 39. vsk, nro 3, s. 176–186. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 10.4.2014. (englanniksi)
  16. a b c Rob Waugh: Incredible video 'fly-over' by Nasa's Dawn probe reveals huge rippled asteroid Vesta is more like a small planet Daily Mail. 2012. Viitattu 25.3.2014. (englanniksi)
  17. C. A. Raymond et al.: The Crust and Mantle of Vesta’s Southern Hemisphere. EPSC Abstracts, 2013, 8. vsk. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 16.3.2014. (englanniksi)
  18. a b c d Thomas B. McCord, Lucy A. McFadden, Christopher T. Russell, Christophe Sotin & Peter C. Thomas: Ceres,Vesta, and Pallas: Protoplanets, Not Asteroids. Eos, 7. maaliskuuta 2006, 87. vsk, nro 10, s. 105, 109. Artikkelin verkkoversio Viitattu 6.6.2014. (englanniksi)
  19. New Coordinate System for (4) Vesta 2014. IAU. Viitattu 28.4.2014. (englanniksi)
  20. Jian-Yang Li & Joseph N. Mafi: Body-Fixed Coordinate Systems for Asteroid (4) Vesta (PDF) 2012. Viitattu 28.4.2014. (englanniksi)
  21. a b EXPLORATION OF SATURNALIA FOSSA AND ASSOCIATED STRUCTURES IN VESTA'S NORTHERN HEMISPHERE 2012 (englanniksi)
  22. Jennifer E.C. Scully et al.: Geomorphology and structural geology of Saturnalia Fossae and adjacent structures in the northern hemisphere of Vesta. Icarus, 2014. Artikkelin verkkoversio Viitattu 23.4.2014. (englanniksi)
  23. B. V. Garry et al.: GEOLOGIC MAPPING OF AV-10 OPPIA QUADRANGLE OF ASTEROID 4 VESTA (PDF) 2012. Viitattu 24.4.2014. (englanniksi)
  24. a b A. S. Rivkin, E. L. Volquardsen, B. E. Clark: The surface composition of Ceres: Discovery of carbonates and iron-rich clays. Icarus, 2006, 185. vsk, s. 563–567. Artikkelin verkkoversio (PDF) Viitattu 6.6.2014. (englanniksi)

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta 4 Vesta.
Edeltäjä:
3 Juno
Luettelo pikkuplaneetoista Seuraaja:
5 Astraea