4 Vesta

Discovery

Westa została odkryta przez niemieckiego astronoma Heinricha Wilhelma Olbersa 29 marca 1807 roku. Pozwolił on wybitnemu matematykowi Carlowi Friedrichowi Gaussowi nazwać planetoidę imieniem rzymskiej dziewicy, bogini domu i ogniska domowego, Westy.

Po odkryciu Westy w 1807 roku, przez następne 38 lat nie odkryto żadnej planetoidy. W tym czasie cztery znane planetoidy były zaliczane do planet, a każda z nich miała swój własny symbol planetarny. Westa była zwykle reprezentowana przez stylizowane palenisko ( ). Inne symbole to i . Wszystkie są uproszczeniem oryginalnego .

Porównanie rozmiarów: 10 pierwszych planetoid porównanych z ziemskim Księżycem. Westa jest czwarta od lewej.

Właściwości fizyczne

Westa jest drugim co do masywności ciałem w pasie planetoid. Westa ma inne wnętrze w porównaniu do swojej powierzchni. Znajduje się ona w Wewnętrznym Pasie Głównym, w odległości około 2,50 AU. Jest podobna do 2 Pallas pod względem objętości (choć nie jest to potwierdzone), ale nieco masywniejsza.

Kształt Westy jest zbliżony do kształtu kuli przez jej własną grawitację, ale duża wklęsłość i bryła na biegunie (patrz "Cechy powierzchni" poniżej) nie spełniały kryteriów uznania za planetę przez IAU. W każdym razie, uchwała ta została odrzucona przez członków IAU i Westa nadal będzie nazywana planetoidą. Możliwe jest jednak, że w przyszłości Westa może zostać wymieniona jako planeta karłowata, jeśli zostanie przekonująco stwierdzone, że jej kształt pochodzi z równowagi hydrostatycznej.

Jej rotacja jest faktycznie szybka jak na planetoidę (5,342 h) i progresywna, z biegunem północnym skierowanym w kierunku prawej ascendencji 20 h 32 min, deklinacji +48° z niepewnością około 10°. Daje to nachylenie osiowe 29°.

Uważa się, że temperatury na powierzchni wynoszą około -20°C przy zachodzącym Słońcu i spadają do około -190°C na biegunie zimowym. Typowe temperatury w dzień i w nocy wynoszą odpowiednio -60°C i -130°C. To oszacowanie dotyczy 6 maja 1996 roku, bardzo blisko peryhelium, a szczegóły różnią się nieco w zależności od pory roku.

Mapa wysokości 4 Westy widzianej od południowego wschodu, ukazująca krater bieguna południowego. Jak ustalono na podstawie zdjęć Kosmicznego Teleskopu Hubble'a z maja 1996 roku.

Geologia

W przypadku Westy, naukowcy mają do dyspozycji duży zbiór możliwych próbek w postaci ponad 200 meteorytów HED, dających wgląd w geologiczną historię i strukturę Westy.

Uważa się, że Westa składa się z metalicznego, żelazno-niklowego jądra, nad którym znajduje się skalisty płaszcz oliwinowy oraz skorupa powierzchniowa. Od momentu pojawienia się inkluzji bogatych w Ca-Al (pierwsza stała materia w Układzie Słonecznym, powstała około 4567 milionów lat temu), prawdopodobna linia czasowa jest następująca:

• Akrecja zakończyła się po około 2-3 milionach lat.
• Całkowite lub prawie całkowite stopienie w wyniku rozpadu promieniotwórczego ^26Al, prowadzące do oddzielenia się metalowego rdzenia po około 4-5 milionach lat.
• Postępująca krystalizacja konwekcyjnego, stopionego płaszcza. Konwekcja ustała, gdy skrystalizowało się około 80% materiału, czyli około 6-7 milionów lat.
• Wyciskanie pozostałego stopionego materiału w celu uformowania skorupy. Albo jako lawy bazaltowe w postępujących erupcjach, albo ewentualnie tworząc krótkotrwały ocean magmowy.
• Głębsze warstwy skorupy krystalizują się tworząc skały plutoniczne, podczas gdy starsze bazalty ulegają metamorfozie pod wpływem nacisku nowszych warstw powierzchniowych.
• Powolne ochładzanie wnętrza.

Westa jest jedyną znaną nienaruszoną planetoidą, która została w ten sposób wskrzeszona. Jednak obecność meteorytów żelaznych i klas meteorytów achondrytowych bez zidentyfikowanych ciał macierzystych wskazuje, że istniały kiedyś inne zróżnicowane planetesimale o historii igelitowej, które od tego czasu zostały rozbite przez uderzenia.

Cechy powierzchni

Niektóre cechy powierzchni Vestianów zostały poznane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a oraz teleskopów naziemnych, np. Teleskopu Kecka.

Najbardziej godną uwagi cechą powierzchni jest bardzo duży krater o średnicy 460 km, który znajduje się w pobliżu bieguna południowego. Jego szerokość stanowi około 80% całej średnicy Westy. Dno tego krateru znajduje się około 13 km poniżej, a jego obrzeże wznosi się 4-12 km ponad otaczający go obszar, z całkowitą rzeźbą powierzchni wynoszącą około 25 km. Centralny szczyt wznosi się 18 km nad dnem krateru. Uważa się, że odpowiedzialne za to zderzenie wysadziło w powietrze około 1% całej objętości Westy i prawdopodobnie grupa mniejszych planetoid, znanych jako rodzina Westy, jest pozostałością po tym zderzeniu. Jeśli tak jest, to fakt, że 10-kilometrowe fragmenty rodziny Westy przetrwały bombardowanie do dnia dzisiejszego wskazuje, że krater ma tylko około 1 miliarda lat lub mniej. Byłby on również pierwotnym miejscem pochodzenia meteorytów HED. W rzeczywistości wszystkie znane planetoidy typu V razem wzięte stanowią tylko około 6% wyrzuconej objętości, a reszta prawdopodobnie albo jest w małych fragmentach, albo została wyrzucona przez zbliżenie się do szczeliny Kirkwooda 3:1, albo została wyparta przez ciśnienie promieniowania. Spektroskopowe analizy obrazów Hubble'a wykazały, że krater ten przebił się głęboko przez kilka wyraźnych warstw skorupy, a być może także do płaszcza, na co wskazują sygnatury spektralne oliwinu. Co ciekawe, Vesta nie została uszkodzona ani wynurzona przez uderzenie tej wielkości.

Obecnych jest również kilka innych dużych kraterów o szerokości około 150 km i głębokości 7 km. Ciemny obiekt o średnicy około 200 km został nazwany Olbers na cześć odkrywcy Westy, ale nie pojawia się on na mapach wysokości tak, jak świeży krater i jego natura jest obecnie nieznana, być może jest to stara bazaltowa powierzchnia. Służy on jako punkt odniesienia, a południk zerowy długości geograficznej przechodzi przez jego środek.

Półkula wschodnia i zachodnia wykazują wyraźnie różne ukształtowanie terenu. Ze wstępnych analiz spektralnych obrazów z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wynika, że wschodnia półkula ma silnie odbijający światło, mocno pokruszony teren "wyżynny" ze starymi, zakurzonymi skałami i kraterami sięgającymi głębszych plutonicznych warstw skorupy. Z drugiej strony, duże obszary zachodniej półkuli są zajęte przez ciemne jednostki geologiczne, uważane za bazalty powierzchniowe.

4 Westy i 1 Ceres obok ziemskiego Księżyca.

Fragmenty

Uważa się, że różne małe obiekty Układu Słonecznego są fragmentami Westy powstałymi w wyniku kolizji. Przykładem są asteroidy typu Vestoid i meteoryty HED. Asteroida typu V 1929 Kollaa ma skład zbliżony do eukrytowych meteorytów kumulacyjnych, co wskazuje na jej pochodzenie z głębi skorupy Westy.

Ponieważ wiele meteorytów uważa się za fragmenty Westy, Westa jest obecnie jednym z zaledwie pięciu zidentyfikowanych ciał Układu Słonecznego, dla których posiadamy próbki fizyczne; pozostałe to Mars, Księżyc, kometa Wild 2 i sama Ziemia.

Dowód na pochodzenie meteorytu HED

Opiera się to na danych z sondy Dawn, która krążyła wokół Westy w pasie asteroid przez 10 miesięcy.

Westa jest źródłem meteorytów HED, które stanowią około 6% wszystkich meteorytów spadających na Ziemię. Meteoryty te zawierają piroksen, który jest minerałem bogatym w żelazo i magnez. Zostało to dokładnie dopasowane do sygnatur minerałów na powierzchni Westy uchwyconych przez instrumenty Dawn.

Westa widziana z San Francisco 14 czerwca 2007 roku.

Widoczność

Jej rozmiar i niezwykle jasna powierzchnia sprawiają, że Westa jest najjaśniejszą planetoidą i od czasu do czasu jest widoczna gołym okiem z ciemnego (niezanieczyszczonego światłem) nieba. Ostatnio, w maju i czerwcu 2007 roku, Westa osiągnęła szczytową magnitudo +5,4, najjaśniejszą od 1989 roku.

W tym czasie opozycja i peryhelium dzieliło zaledwie kilka tygodni. Była ona widoczna w gwiazdozbiorach Ophiuchus i Scorpius.

Mniej korzystne opozycje podczas późnej jesieni na półkuli północnej wciąż mają Westę w magnitudzie około +7,0. Nawet w koniunkcji ze Słońcem Westa będzie miała magnitudo około +8,5; dlatego z wolnego od zanieczyszczeń nieba można ją obserwować przez lornetkę nawet przy elongacjach znacznie mniejszych niż w pobliżu opozycji.