4 Vesta

Η Vesta ανακαλύφθηκε από τον Γερμανό αστρονόμο Heinrich Wilhelm Olbers στις 29 Μαρτίου 1807. Ο ίδιος επέτρεψε στον διακεκριμένο μαθηματικό Carl Friedrich Gauss να δώσει στον αστεροειδή το όνομα της ρωμαϊκής παρθένας θεάς του σπιτιού και της εστίας, Vesta.

Μετά την ανακάλυψη της Vesta το 1807, δεν ανακαλύφθηκε κανένας αστεροειδής για τα επόμενα 38 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου οι τέσσερις γνωστοί αστεροειδείς συγκαταλέγονταν στους πλανήτες και ο καθένας είχε το δικό του πλανητικό σύμβολο. Η Vesta αναπαρίστατο συνήθως με μια στυλιζαρισμένη εστία (). Άλλα σύμβολα είναι τα και . Όλα είναι απλοποιήσεις του αρχικού .

Η Vesta είναι το δεύτερο πιο ογκώδες σώμα στη ζώνη των αστεροειδών. Η Vesta έχει διαφορετικό εσωτερικό σε σύγκριση με την επιφάνειά της. Βρίσκεται στην Εσωτερική Κύρια Ζώνη, σε απόσταση περίπου 2,50 AU. Είναι παρόμοιος με τον 2 Pallas σε όγκο (αν και δεν έχει επιβεβαιωθεί), αλλά κάπως πιο ογκώδης.

Το σχήμα της Vesta είναι κοντά στο σχήμα σφαίρας από τη δική της βαρύτητα, αλλά η μεγάλη κοίλανση και το εξόγκωμα στον πόλο (βλ. "Επιφανειακά χαρακτηριστικά" παρακάτω) δεν πληρούσαν τα κριτήρια για να θεωρηθεί πλανήτης σύμφωνα με την IAU. Σε κάθε περίπτωση, το ψήφισμα αυτό απορρίφθηκε από τα μέλη της IAU και ο Vesta θα συνεχίσει να ονομάζεται αστεροειδής. Ωστόσο, είναι πιθανόν ο Vesta να καταχωρηθεί ως νάνος πλανήτης στο μέλλον, αν διαπιστωθεί πειστικά ότι το σχήμα του προέρχεται από υδροστατική ισορροπία.

Η περιστροφή του είναι πραγματικά γρήγορη για αστεροειδή (5,342 ώρες) και προδρομική, με το βόρειο πόλο να δείχνει προς την κατεύθυνση της ορθής ανάληψης 20 ώρες 32 λεπτά, απόκλιση +48° με αβεβαιότητα περίπου 10°. Αυτό δίνει μια αξονική κλίση 29°.

Οι θερμοκρασίες στην επιφάνεια πιστεύεται ότι κυμαίνονται μεταξύ περίπου -20°C με τον ήλιο πάνω από το κεφάλι, ενώ πέφτουν στους -190°C στο χειμερινό πόλο. Οι τυπικές θερμοκρασίες ημέρας και νύχτας είναι -60°C και -130°C, αντίστοιχα. Αυτή η εκτίμηση είναι για τις 6 Μαΐου 1996, πολύ κοντά στο περιήλιο, ενώ οι λεπτομέρειες ποικίλλουν κάπως ανάλογα με τις εποχές.

Για τον Vesta, υπάρχει μια μεγάλη συλλογή πιθανών δειγμάτων στη διάθεση των επιστημόνων, με τη μορφή πάνω από 200 μετεωριτών HED, που δίνουν πληροφορίες για τη γεωλογική ιστορία και τη δομή του Vesta.

Η Vesta πιστεύεται ότι αποτελείται από έναν μεταλλικό πυρήνα σιδήρου-νικελίου, πάνω από έναν βραχώδη μανδύα από ολιβίνη, και έναν επιφανειακό φλοιό. Από την πρώτη εμφάνιση εγκλεισμάτων πλούσιων σε Ca-Al (η πρώτη στερεή ύλη στο Ηλιακό Σύστημα, που σχηματίστηκε πριν από περίπου 4567 εκατομμύρια χρόνια), ένα πιθανό χρονοδιάγραμμα είναι το εξής:

• Η συσσώρευση ολοκληρώθηκε μετά από περίπου 2-3 εκατομμύρια χρόνια.
• Πλήρης ή σχεδόν πλήρης τήξη λόγω της ραδιενεργού διάσπασης του ²⁶Al, που οδηγεί σε διαχωρισμό του μεταλλικού πυρήνα σε περίπου 4-5 εκατομμύρια χρόνια.
• Προοδευτική κρυστάλλωση ενός συγκλινόμενου λιωμένου μανδύα. Η συναγωγή σταμάτησε όταν περίπου το 80% του υλικού είχε κρυσταλλωθεί, σε περίπου 6-7 εκατομμύρια χρόνια.
• Εξώθηση του υπόλοιπου λιωμένου υλικού για να σχηματιστεί ο φλοιός. Είτε ως βασαλτικές λάβες σε προοδευτικές εκρήξεις, είτε ενδεχομένως σχηματίζοντας έναν βραχύβιο ωκεανό μάγματος.
• Τα βαθύτερα στρώματα του φλοιού κρυσταλλώνονται για να σχηματίσουν πλουτωνικά πετρώματα, ενώ οι παλαιότεροι βασάλτες μεταμορφώνονται λόγω της πίεσης των νεότερων επιφανειακών στρωμάτων.
• Αργή ψύξη του εσωτερικού.

Ο Vesta είναι ο μόνος γνωστός άθικτος αστεροειδής που έχει αναδυθεί με αυτή τη διαδικασία. Ωστόσο, η παρουσία σιδερένιων μετεωριτών και αχονδριτικών κατηγοριών μετεωριτών χωρίς αναγνωρισμένα μητρικά σώματα υποδηλώνει ότι κάποτε υπήρχαν και άλλα διαφοροποιημένα πλανητοειδή με πυριγενή ιστορία, τα οποία έκτοτε διασπάστηκαν από συγκρούσεις.

Ορισμένα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του Vestian έχουν εντοπιστεί με τη χρήση του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και επίγειων τηλεσκοπίων, π.χ. του τηλεσκοπίου Keck.

Το πιο αξιοσημείωτο επιφανειακό χαρακτηριστικό είναι ένας πολύ μεγάλος κρατήρας διαμέτρου 460 χιλιομέτρων που βρίσκεται κοντά στο νότιο πόλο. Το πλάτος του είναι περίπου το 80% της συνολικής διαμέτρου της Vesta. Το δάπεδο αυτού του κρατήρα βρίσκεται σε βάθος περίπου 13 χλμ. και το χείλος του υψώνεται 4-12 χλμ. πάνω από τη γύρω περιοχή, με συνολικό επιφανειακό ανάγλυφο περίπου 25 χλμ. Μια κεντρική κορυφή υψώνεται 18 χλμ. πάνω από το δάπεδο του κρατήρα. Πιστεύεται ότι η υπεύθυνη σύγκρουση ανατίναξε περίπου το 1% του συνολικού όγκου της Vesta, και είναι πιθανό ότι μια ομάδα μικρότερων αστεροειδών, γνωστή ως οικογένεια Vesta, είναι τα απομεινάρια αυτής της σύγκρουσης. Αν αυτό ισχύει, τότε το γεγονός ότι θραύσματα 10 χιλιομέτρων της οικογένειας Vesta έχουν επιβιώσει από τον βομβαρδισμό μέχρι σήμερα υποδηλώνει ότι ο κρατήρας είναι ηλικίας μόλις 1 δισεκατομμυρίου ετών ή νεότερης. Θα ήταν επίσης ο αρχικός τόπος προέλευσης των μετεωριτών HED. Στην πραγματικότητα, όλοι οι γνωστοί αστεροειδείς τύπου V μαζί αντιπροσωπεύουν μόνο το 6% περίπου του όγκου που εκτινάχθηκε, ενώ το υπόλοιπο πιθανώς είτε σε μικρά θραύσματα, είτε εκτινάχθηκε πλησιάζοντας το χάσμα Kirkwood 3:1, είτε παρασύρθηκε από την πίεση της ακτινοβολίας. Φασματοσκοπικές αναλύσεις των εικόνων του Hubble έδειξαν ότι ο κρατήρας αυτός έχει διεισδύσει βαθιά μέσα από διάφορα διακριτά στρώματα του φλοιού και πιθανώς μέσα στο μανδύα, πράγμα που υποδεικνύεται από φασματικές υπογραφές ολιβίνης. Είναι ενδιαφέρον ότι η Vesta δεν διασπάστηκε ούτε αναδύθηκε από μια πρόσκρουση αυτού του μεγέθους.

Υπάρχουν επίσης αρκετοί άλλοι μεγάλοι κρατήρες πλάτους περίπου 150 χιλιομέτρων και βάθους 7 χιλιομέτρων. Ένα σκοτεινό χαρακτηριστικό με διάμετρο περίπου 200 χλμ. ονομάστηκε Olbers προς τιμήν του ανακαλύπτη της Vesta, αλλά δεν εμφανίζεται στους υψομετρικούς χάρτες όπως θα έκανε ένας φρέσκος κρατήρας και η φύση του είναι προς το παρόν άγνωστη, ίσως μια παλιά βασαλτική επιφάνεια. Χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς με τον κύριο μεσημβρινό μήκους 0° να έχει οριστεί ότι διέρχεται από το κέντρο του.

Το ανατολικό και το δυτικό ημισφαίριο παρουσιάζουν έντονα διαφορετικά εδάφη. Από τις προκαταρκτικές φασματικές αναλύσεις των εικόνων του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, το ανατολικό ημισφαίριο φαίνεται να έχει ένα έντονα ανακλαστικό, έντονα κρατικοποιημένο "ορεινό" έδαφος με παλιά, σκονισμένα πετρώματα και κρατήρες που εισχωρούν σε βαθύτερα πλουτωνικά στρώματα του φλοιού. Από την άλλη πλευρά, μεγάλες περιοχές του δυτικού ημισφαιρίου καταλαμβάνονται από σκοτεινές γεωλογικές ενότητες που θεωρούνται επιφανειακοί βασάλτες.

Διάφορα μικρά αντικείμενα του ηλιακού συστήματος πιστεύεται ότι είναι θραύσματα της Vesta που προκλήθηκαν από συγκρούσεις. Οι αστεροειδείς Vestoid και οι μετεωρίτες HED είναι παραδείγματα. Ο αστεροειδής τύπου V 1929 Kollaa έχει προσδιοριστεί ότι έχει σύνθεση παρόμοια με εκείνη των σωρευμένων μετεωριτών ευκρίτη, γεγονός που υποδηλώνει την προέλευσή του βαθιά μέσα στον φλοιό της Vesta.

Επειδή ένας αριθμός μετεωριτών πιστεύεται ότι είναι θραύσματα της Vesta, η Vesta είναι σήμερα ένα από τα πέντε μόνο αναγνωρισμένα σώματα του ηλιακού συστήματος για τα οποία έχουμε φυσικά δείγματα, ενώ τα άλλα είναι ο Άρης, η Σελήνη, ο κομήτης Wild 2 και η ίδια η Γη.

Απόδειξη της προέλευσης του μετεωρίτη HED

Αυτό βασίζεται σε δεδομένα από το σκάφος Dawn, το οποίο βρισκόταν σε τροχιά γύρω από τη Vesta στη ζώνη των αστεροειδών για 10 μήνες.

Η Vesta είναι η πηγή των μετεωριτών HED, οι οποίοι αποτελούν περίπου το 6% όλων των μετεωριτών που πέφτουν στη Γη. Αυτοί οι μετεωρίτες έχουν πυρόξενο, το οποίο είναι ένα ορυκτό πλούσιο σε σίδηρο και μαγνήσιο. Αυτό ταυτίστηκε ακριβώς με τις υπογραφές των ορυκτών στην επιφάνεια του Vesta που κατέγραψαν τα όργανα της Dawn.

Το μέγεθός του και η ασυνήθιστα φωτεινή επιφάνειά του καθιστούν τη Βέστα τον πιο φωτεινό αστεροειδή, και περιστασιακά είναι ορατός με γυμνό μάτι από σκοτεινούς (μη μολυσμένους με φως) ουρανούς. Πρόσφατα, τον Μάιο και τον Ιούνιο του 2007, ο Vesta έφτασε σε μέγιστο μέγεθος +5,4, το λαμπρότερο από το 1989.

Εκείνη την εποχή, η αντίθεση και το περιήλιο απείχαν μόνο λίγες εβδομάδες μεταξύ τους. Ήταν ορατή στους αστερισμούς του Οφιούχου και του Σκορπιού.

Λιγότερο ευνοϊκές αντιθέσεις στα τέλη του φθινοπώρου στο βόρειο ημισφαίριο εξακολουθούν να έχουν τη Vesta σε μέγεθος περίπου +7,0. Ακόμη και όταν βρίσκεται σε σύνοδο με τον Ήλιο, η Vesta θα έχει μέγεθος γύρω στο +8,5. Έτσι, από έναν ουρανό χωρίς ρύπανση μπορεί να παρατηρηθεί με κιάλια ακόμη και σε επιμηκύνσεις πολύ μικρότερες από τις κοντινές αντιθέσεις.