253 Mathilde: primitivni C-asteroid glavnega pasu, obiskal NEAR Shoemaker

253 Mathilde — primitiven C-asteroid glavnega pasu, počasno vrtenje 17,4 dni, temna ogljikova površina. Leta 1997 ga je obiskala sonda NEAR Shoemaker in odkrila velike kraterje.

253 Mathilde je asteroid glavnega pasu, ki ga je leta 1885 našel Johann Palisa. Ima precej eliptično orbito, po kateri več kot štiri leta kroži okoli Sonca. Ta asteroid se vrti nenavadno počasi, saj potrebuje 17,4 dneva, da opravi 360-stopinjski obrat okoli svoje osi. Je primitiven asteroid tipa C, kar pomeni, da je na njegovi površini veliko ogljika, zato je njegova površina temna in odbija le 4 % svetlobe, ki pade nanj.

Ta asteroid je junija 1997 obiskalo vesoljsko plovilo NEAR Shoemaker na poti do asteroida 433 Eros. Sonda je posnela eno stran asteroida in odkrila številne velike kraterje, ki so na površini izdolbli vdolbine. Trenutno je to največji asteroid, ki ga je obiskalo vesoljsko plovilo, in prvi asteroid tipa C, ki je bil tako raziskan.

Osnovne fizikalne značilnosti

Mathilde je razmeroma velik asteroid glavnega pasu, s premerom v višjem desetkem kilometrovskem razredu (približno nekaj deset kilometrov). Njegova temna površina in nizka albedo (okrog 0,04 oziroma 4 %) kažeta na bogato vsebnost ogljika in prav tako na prisotnost ogljikovih in hidriranih mineralov, značilnih za C-tip asteroide. Rotacijski period 17,4 dneva je izjemno dolg v primerjavi z večino drugih asteroidov podobne velikosti.

Orbita in dinamika

Orbita Mathilde je izrazito eliptična in ga vodi po poti znotraj glavnega pasu med Marsom in Jupitrom; en obhod okoli Sonca traja nekoliko več kot štiri leta. Zaradi svoje orbite in rotacije je Mathilde statična tarča za opazovanja z Zemlje, vendar so podatki iz bližnjih preletov dali podrobnejši vpogled v njegovo obliko in površinske značilnosti.

Sestava, gostota in notranja zgradba

Analize podatkov z NEAR Shoemaker so pokazale, da ima Mathilde nizko povprečno gostoto (večje od gostote vode, a precej manj od kamnin), kar nakazuje na visoko poroznost in verjetno razsuta, „ruševinska“ notranjo strukturo (t. i. rubble pile). To pomeni, da je asteroid sestavljen iz grušč in večjih kosov z veliko praznino med njimi, kar pojasnjuje tudi njegovo sposobnost prenosa udarcev brez popolne fragmentacije.

Površje in kraterji

Slikovni podatki so razkrili številne velike udarne jamice in kraterje, nekatere sorazmerno velike glede na celotno velikost asteroida. Takšna razmerja med velikostjo kratke in ožjimi površinskimi strukturami kažejo na nizko trdnost skorje in posledično večjo sposobnost ohraniti velike udarne značilnosti brez razbitja celote. Površina je bila na sliki le enostransko posneta, zato je popolna topografija še vedno delno neznana.

Obisk NEAR Shoemaker

NEAR Shoemaker je 27. junija 1997 izvedel prelet ob Mathilde in posnel podrobne fotografije in podatke o njegovi svetlobni lastnosti in sestavi. Sonda je preletela v razdalji nekaj sto do nekaj tisoč kilometrov (na približno 1.200 km) in zagotovila slike z ločljivostjo v velikostnem razredu nekaj sto metrov na slikovno piko, kar je zadostovalo za odkrivanje velikih kraterjev in za oceno gostote in poroznosti asteroida.

Ta prelet je bil pomemben, ker je Mathilde postal prvi obiskani asteroid tipa C, kar je prineslo neposredne podatke o zelo primitivnih telesih sončnega sistema in o procesih, ki so pomembni za razumevanje zgodnje zgodovine Sončevega sistema. Čeprav je bil Mathilde v času preleta eden izmed največjih znanih asteroidov, ki jih je obiskala sonda, so kasnejše misije, zlasti sonda Dawn (ki je obiskala Vesto in pritlikavec Ceres), raziskale večja telesa v glavnem pasu.

Pomen za znanost

• Razumevanje zgodnje sestave Sončevega sistema: kot C-tip ponuja vpogled v organske in vodne sestavine, ki so bile prisotne v notranjem Osončju.
• Struktura in mehanika kraterjev: izjemno veliki kraterji na Mathildu služijo kot test za modele udarnih dogodkov in za ocenjevanje, kako šibka ali porozna telesa prenašajo udarce.
• Izvor voda in organske snovi: podatki pomagajo razumeti, ali so takšni asteroidi lahko prispevali k dostavi vode in organskih spojin na mlade planete.

Mathilde ostaja pomemben primer primitivnega ogljikovega asteroida, katerega neposredne meritve z NEAR Shoemaker so močno prispevale k razumevanju gostote, poroznosti in odziva majhnih teles na udarce. Prihodnji preleti in morebitne misije nanj ali podobna telesa bi dodatno razjasnili njegovo zgodovino in vlogo pri oblikovanju Sončevega sistema.

Opis

253 Mathilde je zelo temna. Asteroid ima več zelo velikih kraterjev, posamezni kraterji pa so poimenovani po premogovnikih in bazenih po svetu. Dva največja kraterja, Ishikari (29,3 km) in Karoo (33,4 km), sta široka toliko kot povprečni polmer asteroida. Zdi se, da so udarci raznesli velike količine asteroida, na kar kažejo kotni robovi kraterjev.

Gostota, ki jo je izmeril NEAR Shoemaker, 1 300 kg/m³, je manj kot polovica gostote običajnega ogljikovega hondrita; to lahko pomeni, da je asteroid zelo ohlapen kup ruševin (asteroid, ki ga je trk razbil in ga je gravitacija ponovno potegnila skupaj). Enako velja za več asteroidov tipa C, ki so jih preučevali zemeljski teleskopi s sistemi adaptivne optike (45 Eugenia, 90 Antiope, 87 Sylvia in 121 Hermione). V notranjosti 253 Mathilde je do 50 % prostornine odprtega prostora. Vendar pa lahko obstoj 20 km dolge škarpe nakazuje, da ima asteroid nekaj strukturne trdnosti, zato bi lahko vseboval nekaj velikih notranjih komponent. Nizka gostota notranjosti je neučinkovit prenašalec udarnih sunkov skozi asteroid, kar prav tako pripomore k temu, da se značilnosti površja v veliki meri ohranijo.

Mathildina orbita je ekscentrična in jo vodi v oddaljene predele glavnega pasu. Kljub temu leži med orbitama Marsa in Jupitra; ne prečka planetarnih orbit. Ima tudi eno najpočasnejših rotacijskih period med znanimi asteroidi - večina asteroidov ima rotacijsko periodo med 2 in 24 urami. Zaradi počasne hitrosti vrtenja je NEAR Shoemaker lahko posnel le 60 % površine asteroida. Počasno hitrost vrtenja bi lahko pojasnili z luno, ki kroži okoli asteroida, vendar smo pri iskanju posnetkov NEAR odkrili, da nobena ni večja od 10 km v premeru do 20-kratnega polmera 253 Mathilde.

Eden od velikih kraterjev na 253 Mathilde. Slika NASA.

Vprašanja in odgovori

V: Kdo in kdaj je odkril asteroid 253 Mathilde?

V: Kakšna je orbita asteroida 253 Mathilde?

V: Kakšna je hitrost vrtenja asteroida 253 Mathilde?

V: Katera vrsta asteroida je asteroid 253 Mathilde?

V: Katera vesoljska plovila so obiskala asteroid 253 Mathilde in kdaj?

V: Kaj je sonda NEAR Shoemaker odkrila med obiskom asteroida 253 Mathilde?

V: Kakšen je pomen asteroida 253 Mathilde za raziskovanje vesolja?

Išči po črki