4 Vesta

4 Vesta
Löytäminen
Löytäjät	Heinrich Wilhelm Matthäus 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°
Fyysiset ominaisuudet
Päiväntasaajan halkaisija	578×560×458 km
Massa	2,7×1020 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: ) 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. Nimensä asteroidi sai roomalaisen mytologian Vesta-jumalattaren mukaan. Vestaa pidettiin aluksi planeettana yhdessä Cereksen, Pallaksen ja Junon kanssa, kunnes uusien asteroidien löytyminen lopulta johti niiden aseman menetykseen 1800-luvun puolivälissä. Vesta on melko tiheä kivinen kappale, joka on historiassaan kokenut aineiden sisäistä lajittumista ja suuren törmäyksen. Tämä törmäys synnytti Vestaan suuren kraatterin sekä irroitti Vestasta kappaleita muiksi asteroideiksi ja meteoriiteiksi. Kesällä vuonna 2011 NASA:n lähettämä avaruusluotaion Dawn saapui kiertämään Vestaa sen tutkimista varten.

Tutkiminen

Vestan löysi 29. maaliskuuta 1807 saksalainen tähtitieteilijä Heinrich Wilhelm Olbers. 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. Vestan keskiläpimitan arvioi suunnilleen oikein William Pickering jo 1800-luvulla, mutta tarkemmin läpimitta mitattiin täpläinterferometrialla ja tähdenpeitoilla 1980- ja 1990-lukujen vaihteessa.

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. Vuotta myöhemmin Dawn ohjataan kohti kääpiöplaneetta Ceresiä.

Rata-arvoja ja vastaavia

Eri suunnista Vestasta otetut kuvat näyttävät selvästi asteroidin epäsäännöllisen muodon.

Vesta, Ceres ja Kuu kokovertailussa.

Vesta kiertää Aurinkoa asteroidivyöhykkeellä melkein ympyrämäisellä radalla keskimäärin 2,361 kertaa niin kaukana kuin Maa. Kiertoaika on 3,63 vuotta eli tarkemmin 1325,15 päivää. Vestan radan soikeus e = 0,08902, tällöin Vesta käy lähimmillään 2,151 AU päässä Auringosta ja on etäisimmillään 2,572 AU 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 Ceres on Vestaa himmeämpi.

Fyysiset ominaisuudet

Vesta on muodoltaan epäsäännöllinen, mutta kohtalaisen pyöreä. Vestan mitat ovat 578×560×458 km (keskimääräinen läpimitta noin 529 km). Vestan massa on 9 % asteroidivyöhykkeen massasta eli noin 2,67x10²⁰ kg. Tämä on hieman alle kymmenesmiljardisosa Auringon massasta ja noin 28% suurimman asteroidin Ceresin massasta.

Vestan albedo on 0,423 ja tiheys 3,4. Tällöin Vesta on kivinen asteroidi, tosin hieman erikoista tyyppiä V. V-tyypin asteroidit ovat tavallisempaa S-tyyppiä pyrokseenirikkaampia. Vestan pinnassa on kauas näkyvissä 200 km läpimittainen tumma alue nimeltä Olbers. Vesta on muuten melko kirkas pinnaltaan, huomattavasti kirkkaampi kuin Kuu tai Mars. Tumma alue lienee basalttia. Kirkkaammat alueet lienevät runsaskraatterista ylämaata.

Vesta pyörähdysaika on 5,342 tuntia ja akselikallistuma on 29°. Vestan Auringon puoleisen pään lämpötila nousee +20°C – ja talvinavan lämpötila laskee -190°C. Vestan lämpötilat vaihtelevat tavallisesti välillä päivällä -60°C – yöllä -130°C. Erään havainnon mukaan Vestassa olisi joitain vuodenaikavaihteluja.

Painovoima pinnalla on vain 0,022 g ja pakonopeus 0,35 km/s.

Vestan törmäyskraatteri ja muinainen hajoaminen

Dawn-luotaimen 5200 km päästä ottama kuva asteroidi Vestasta.

Vestassa näkyy selvästi muinaiset törmäykset, jotka ovat pilkkoneet asteroidia pienemmiksi asteroideiksi ja meteoriiteiksikin. Vestassa on valtava 460 km:n läpimittainen törmäyskraatteri, jonka syvyys on 13 km ja reunavallien korkeus 4–12 km. Näin ollen koko kraatterin syvyys on noin 25 km, ja sen keskushuipun korkeus kraatterin pohjalta 18 km. Kraatteri kattaa 80 % Vestasta sen keskustan suunnasta katsoen ja sen syntytörmäys on irrottanut noin 1 % verran Vestan massasta. Törmäys on tuottanut noin 235 alle 10 km:n läpimittaista V-tyypin asteroidia alle 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. Vestassa on ison kraatterin lisäksi useita noin 150 km:n läpimittaisia ja 7 km syviä kraattereita.

Vestan geologinen historia

Lähikuva Vestan kraatteripinnasta.

Lumiukoksi sanottu nuori kraatteripari Vestan pinnalla.

Vestan eteläinen päiväntasaaja-alue.

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

Melko pyöreä C-luokan hiilikondriitti Ceres on säilyttänyt alkuperäistä olemustaan enemmän kuin Vesta. Vesta muistuttaa Pallasta, joka on kuitenkin harvempaa hiilikondriittityyppistä B-asteroidiainesta.

Vestassa on tapahtunut radioaktiivisen lämmön vaikutuksesta ainesten lajittuminen. Näin ollen Vestalla lienee rautaydin ja ympärillä kevyempi kivivaippa ja kuori.

• 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 alkaa tapahtua konvektiota, kivisulan virtausta lämmön vuoksi.
• Sulassa vaipassa tapahtuu asteittaista kiteytymistä. Vaipan virtaukset pysähtyvät, kun 80 % materiasta on kiteytynyt, noin 6–7 miljoonassa vuodessa.
• Jäljelle jäänyt basalttinen laava purkautuu Vestan pinnalle, ehkä magmamereksi.
• Syvälaavasta syntyy syväkiveä, aikasemmasta basaltista metamorfista kiveä.

Vestasta tulleita meteoriitteja

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.

Aiheesta muualla

• JPL Small-Body Database Browser: 4 Vesta
• Views of the Solar System: Vesta
• HubbleSite: Hubble Maps the Asteroid Vesta
• HubbleSite: Hubble Reveals Huge Crater on the Surface of the Asteroid Vesta
• [1]: short movie composed from Hubble Space Telescope images from November 1994.
• Adaptive optics views of Vesta from Keck Observatory
• http://www.usno.navy.mil/USNO/astronomical-applications/astronomical-information-center/minor-planets?
• http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/27/background/
• Lutz Schmadel: Dictionary of minor planet names + addendum. New York: Springer Online, 2008. ISBN 978-3-540-34361-5.