4 Vesta

4 Vesta
planétka
Objav
Objaviteľ	Heinrich Wilhelm Olbers
Dátum objavu	29. marec 1807
Miesto objavu	Brémy
Označenia	žiadne
Kategória	planétky hlavného pásma (Vestoidy)
Elementy dráhy Epocha 26. november 2005 (JD 2453700,5)
Excentricita (e)	0,08902
Veľká polos (a)	353,268 Gm (2,361 AU)
Perihélium (q)	321,82 Gm (2,151 AU)
Afélium (Q)	384,72 Gm (2,572 AU)
Obežná doba (P)	1325,46 d (3,63 a)
Priemerná obežná rýchlosť	19,34 km/s
Uhol sklonu dráhy k ekliptike (i)	7,133°
Dĺžka výstupného uzla (Ω)	103,926°
Argument perihélia (ω)	150,297°
Stredná anomália (M)	205,652°
Fyzikálne vlastnosti
Rozmery	578×560×458 km [4]
Hmotnosť	2,7×1020 kg[1]
Hustota	3,4 g/cm³
Povrchová gravitácia	0,22 m/s²
Úniková rýchlosť	0,35 km/s
Rotačná perióda	0,2226 d
Spektrálna trieda	Planétka typu V
Absolútna veľkosť	3,20
Albedo	0,423 [2]
Priemerná povrchová teplota	85 K až 255 K
Astronomický portál  Portál slnečná sústava

4 Vesta je tretia najväčšia planétka v hlavnom pásme planétok s priemerom od 468 do 530 km a čo sa týka hmotnosti dokonca druhá najhmotnejšia. Je to jediná planétka viditeľná za priaznivých podmienok zo Zeme voľným okom. Podľa charakteru obežnej dráhy patrí do skupiny I v hlavnom pásme. Súčasne je materským telesom rodiny Vesta.

Vesta je zatiaľ jedinou známou kamennou protoplanétou (s diferencovaným vnútrom), ktoré vytvárali terestriálne planéty. Preskúmaná bola kozmickou sondou Dawn.

História

Planétku objavil 29. marca 1807 v Brémach nemecký astronóm Heinrich Wilhelm Olbers. V tom čase bola ešte považovaná za planétu a dostala dokonca aj grafický symbol (pozri hore v tabuľke). Ani objav ďalšej planétky 5 Astraea o 38 rokov neskôr na tom nič nezmenil; až v 50. rokoch 19. storočia, keď objavov planétok rýchlo pribúdalo, začala byť spolu s ostatnými podobnými telesami pokladaná iba za obyčajnú planétku.

Pôvod mena

Planétka bola pomenovaná podľa rímskej bohyne Vesty, ochrankyni cnosti, čistoty a domáceho krbu. Vesta bola tiež sestrou Cerery, podľa ktorej bola pomenovaná prvá z objavených planétok, 1 Ceres. Na žiadosť objaviteľa meno vybral významný nemecký matematik C. F. Gauss, ktorý vypracoval matematickú metódu umožňujúcu určiť elementy dráhy z menšieho počtu pozorovaní, čo bolo dôležité práve v prípade novoobjavených planétok.

Opis objektu

Planétka Vesta patrí vzhľadom na svoju veľkosť a relatívnu blízkosť k Zemi k najlepšie preskúmaným objektom pásma planétok. Na rozdiel od väčšiny planétok má veľmi vysoké albedo (0,423), čo spôsobuje, že pri blízkej opozícii, keď sa môže priblížiť k Zemi až na 1,14 astronomických jednotiek (AU), môže dosiahnuť maximálnu možnú zdanlivú hviezdnu veľkosť 5,5^m. Vďaka tomu je výnimočne na hranici viditeľnosti voľným okom.

Čo do veľkosti a hmotnosti je najväčšou planétkou vo vnútornej časti hlavného pásma planétok, medzi dráhou Marsu a Kirkwoodovou medzerou vo vzdialenosti 2,50 AU od Slnka.

Vesta rotuje pomerne rýchlo okolo svojej osi; rotačná perióda je 5 h 20 min 31 s.

Vzhľad planétky

Tvarovo sa vďaka rozmerom a hmotnosti dostala do izostázy a jej tvar sa blíži trojosému elipsoidu. Jej rozmery a tvar boli v minulosti zisťované na základe zákrytov hviezd týmto telesom. Podrobnejšie znalosti o vzhľade, vrátane rozlíšenia povrchových útvarov, priniesli až Hubblov vesmírny ďalekohľad a najmodernejšie pozemné ďalekohľady, ako napr. Keckov ďalekohľad na Havajských ostrovoch. Najpodrobnejší pohľad poskytla kozmická sonda Dawn, ktorá ju skúmala v rokoch 2011 a 2012.

Výškový profil Vesty pri pohľade od južného pólu. Čierna = najnižšia, biela = najvyššia (HST, 1996)

Najdlhšie známym útvarom na povrchu Vesty je veľká tmavá oblasť s veľkosťou približne 200 km, líšiacou sa od svojho okolia významne nižším albedom. Bola na počesť objaviteľa planétky nazvaná Olbers. Jej geometrický stred slúži ako referenčný bod začiatku vestografických súradníc (0º vestografickej dĺžky).

Najvýznamnejším povrchovým útvarom však je veľký kráter Rheasilvia s priemerom 460 km blízko južného pólu planétky; jeho priemer teda predstavuje asi 80 % rozmeru Vesty. Jeho dno sa nachádza asi 13 km pod úrovňou okolitého terénu, zatiaľ čo jeho valy okolie prevyšujú o 4 až 12 , teda maximálne prevýšenie je až 25 km. Stredový vrcholok sa týči do výšky až 23 km nad dnom krátera. Vzhľadom na to, že nebol dopadmi meteoroidov výrazne zmenený, odhaduje sa, že nie je starší viac ako 1 miliarda rokov. Dopad telesa, ktorým bol kráter vytvorený, vymrštil do priestoru asi 1 % materiálu Vesty. Tieto horniny sa stali materiálom, z ktorého vznikli telesá rodiny Vesta, nazvané vestoidy a meteoroity, ktoré na Zemi poznáme ako HED meteority. Vďaka ich analýze máme dobré znalosti o chémii, mineralógii a geológii Vesty. Na povrchu planétky bol identifikovaný celý rad ďalších kráterov s priemerom okolo 150 km a hĺbkou až 7 km.

Pologule Vesty sa od seba podstatne líšia. Z analýzy snímok, vyhotovených Hubblovým kozmickým ďalekohľadom vyplýva, že východná pologuľa je pokrytá svetlejším materiálom, regolitom a je na nej veľké množstvo kráterov, zasahujúcich do hlbších vrstiev vyvretých hornín; istým spôsobom je obdobou „horských“ oblastí na našom Mesiaci. Západná pologuľa má nižšie albedo a pripomína mesačné moria; je pravdepodobne tvorená výlevnými bazaltami.

Veľký kráter Rheasilvia so svojím centrálnym vrcholkom na južnom póle planétky (17. júl 2011)

Geológia planétky

Predpokladá sa, že Vesta má vďaka uskutočnenej diferenciácii kovové jadro zo železa a niklu, ukryté v olivínovom plášti. Podľa údajov zo sondy Dawn má toto jadro priemer okolo 220 km. Najvyššiu vrstvu tvorí povrchová kôra, ktorú smerom do hĺbky tvoria štyri základné vrstvy:

• litifikovaný (spevnený) regolit, z ktorého pochádzajú howardity a brekciové eukrity. Podľa japonských astronómov sú v regolite obsiahnuté aj hydratované alebo hydroxylované minerály;
• bazaltové lávové výlevy, z ktorých pochádzajú nekumulované eukrity;
• plutonické horniny vzniknuté z magmy tvorenej pyroxénmi, pigeonitmi a plagioklasmi, z ktorých pochádzajú kumulované eukrity;
• plutonické horniny, bohaté na ortopyroxény vo veľkých zrnách, z ktorých pochádzajú diogenity.

Spektrálna (dole) a albedová mapa Vesty (HST, 1994)

Podľa najnovších teórií vývoj Vesty, začatý pred 4,75 miliardami rokov, pravdepodobne prebiehal nasledujúcim spôsobom:

• vznik Vesty akréciou bol ukončený počas prvých 2 až 3 miliónov rokov jej existencie;
• úplné, alebo takmer úplné roztavenie vnútra planétky v dôsledku tepla vznikajúceho rádioaktívnym rozpadom ²⁶Al, smerujúce k oddeleniu a vzniku kovového jadra, v dobe 4 až 5 miliónov rokov po vzniku planétky;
• postupná kryštalizácia hornín v roztavenom plášti so silnými konvektívnymi prúdmi; konvekcia (prúdenie) sa zastavila, keď asi 80 % materiálu kryštalizovalo asi 6 až 7 mil. rokov po vzniku Vesty;
• extrúzia (vytlačenie) zvyšného roztaveného materiálu hore, ktorý vytvoril kôru planétky a to alebo formou postupných erupcií bazaltovej lávy, alebo krátkodobým vytvorením magmatického oceánu;
• vznik plutonických hornín kryštalizáciou spodných vrstiev kôry; staršie bazalty metamorfovali v dôsledku tlaku novo vytvorených vyšších vrstiev hornín;
• postupné chladnutie vnútra planétky.

Zdá sa, že Vesta je jedinou planétkou, u ktorej prebehla táto diferenciácia a ktorá sa dožila súčasnosti. Existencia sideritov (kovových meteoritov) a achondritov však dokazuje, že museli existovať aj iné planétky, pri ktorých prebehla podobná diferenciácia, ale tie boli následnými zrážkami zničené.

Vďaka výnimočne vysokému albedu a prítomnosti pyroxénu na jej povrchu je hlavným predstaviteľom planétok chemickej klasifikácie triedy V.

Animácia poskladaná zo snímok sondy Dawn znázorňujúca rotáciu Vesty (1. august 2011)

Prieskum planétky

Podľa pôvodných plánov mala byť v júni 2006 vypustená sonda Dawn, ktorá mala doraziť v októbri 2011 k tejto planétke a z dráhy jej družice ju mala až do mája 2012 zblízka skúmať. Potom sonda mala pokračovať k planétke 1 Ceres. Vzhľadom na finančné a technické problémy bolo však rozhodnuté jej štart odložiť. Sonda Dawn napokon odštartovala 27. septembra 2007, po niekoľkoročnom približovaní sa k dráhe planétky Vesta pomocou iónových motorov 16. júla 2011 úspešne zakotvila na jej obežnej dráhe a spustila jej detailný prieskum. Vestu skúmala z viacerých typov obežných dráh, ktoré sa postupne znižovali až na úroveň 210 km nad povrchom (túto dráhu Dawn dosiahla v decembri 2011). Neskôr začala sonda svoju dráhu opätovne zvyšovať a Vestu definitívne opustila 5. septembra 2012 a zamierila k planétke Ceres.

Literatúra

• Josip Kleczek: Velká encyklopedie vesmíru. Praha: Academia, 2002. S. 535. ISBN 80-200-0906-X
• SCHMADEL, L. D.: Dictionary of Minor Planet Names, Springer Verlag (5. vyd., 2003), ISBN 3540002383 (po anglicky)
• THOMAS, P. C. et al.: Impact excavation on asteroid 4 Vesta: Hubble Space Telescope results, Science, Vol. 277, s. 1492 (1997). (po anglicky)
• THOMAS, P. C. et al.: Vesta: Spin Pole, Size, and Shape from HST Images, Icarus, Vol. 128, s. 88 (1997). (po anglicky)
• GHOSH, A., McSWEEN, H. Y.: A Thermal Model for the Differentiation of Asteroid 4 Vesta, Based on Radiogenic Heating, Icarus, Vol. 134, p. 187 (1998). (po anglicky)
• RIGHTER, K., DRAKE, M. J.: A magma ocean on Vesta: Core formation and petrogenesis of eucrites and diogenites, Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, s. 929 (1997). (po anglicky)
• DRAKE, M. J.: The eucrite/Vesta story, Meteoritics & Planetary Science, Vol. 36, s. 501 (2001). (po anglicky)
• TAKEDA, H. Mineralogical records of early planetary processes on the HED parent body with reference to Vesta, Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, s. 841 (1997). (po anglicky)
• MICHALAK, G.: Determination of asteroid masses - I. (1) Ceres, (2) Pallas and (4) Vesta Astronomy and Astrophysics, Vol. 360, s. 363 – 374 (08/2000). (po anglicky)
• BINZEL, R. P. et al.: Vesta: Impact Crater Topography from Hubble Space Telescope WFPC2 Images, Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 29, s. 973 (American Astronomical Society, DPS meeting #29, 1997). (po anglicky)
• BINZEL, R. P. et al.: Geologic Mapping of Vesta from 1994 Hubble Space Telescope Images, Icarus, Vol. 128, s. 95 (1997). (po anglicky)
• ZELLNER, B. J. et al.: Hubble Space Telescope Images of Asteroid Vesta in 1994, Icarus, Vol. 128, s. 83 (1997). (po anglicky)
• KELLEY, M. S. et al.: Quantified mineralogical evidence for a common origin of 1929 Kollaa with 4 Vesta and the HED meteorites, Icarus, Vol. 165, s. 215 (2003). (po anglicky)
• KEIL, K.: Geological History of Asteroid 4 Vesta: The Smallest Terrestrial Planet in Asteroids III, William Bottke, Alberto Cellino, Paolo Paolicchi, and Richard P. Binzel, (Eds), Univ. of Arizona Press (2002), ISBN 0816522812 (po anglicky)
• HASEGAWA, S. et al.: Evidence of hydrated and/or hydroxylated minerals on the surface of asteroid 4 Vesta, Geophysical Research Letters, Vol. 30, č. 21 (11/2003) (po anglicky) DOI:10.1029/2003GL018627
• McSWEEN, H. Y.: Meteorites and Their Parent Planets, Cambridge University Press, (2. vyd., 1999), ISBN 0521583039 (po anglicky)
• ASPHAUG, E.: Impact origin of the Vesta family, Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, č. 6, s. 965-980 (11/1997) (po anglicky)
• MIGLIORINI, F. et al: Vesta fragments from v6 and 3:1 resonances: Implications for V-type NEAs and HED meteorites, Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, č. 6, s. 903 – 916 (11/1997) (po anglicky)

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému 4 Vesta

Externé odkazy

• 4 Vesta – vlastnosti a orbitálny diagram v JPL Small-Body Database NASA (po anglicky)
• 4 Vesta – orbitálne vlastnosti a pozorovania na webe Minor Planet Center (po anglicky)
• 4 Vesta – orbitálne vlastnosti na astronomickom serveri Pedagogickej fakulty ZČU v Plzni (po česky)
• 4 Vesta – poloha na hviezdnej mape na webe Heavens-Above
• (4) Vesta Archivované 2004-11-02 na Wayback Machine (graf dráhy) (po anglicky)
• [3]^{[nefunkčný odkaz]} (angl., hviezdna mapka pre vyhľadanie na oblohe)
• 4 Vesta (elementy dráhy a ďalšie údaje) (po anglicky)
• When Did the Asteroids Become Minor Planets? Archivované 2006-05-20 na Wayback Machine (po anglicky)
• Vesta - Views of the Solar System (po anglicky)
• Hubble Maps the Asteroid Vesta. - HubbleSite (po anglicky)
• Hubble Reveals Huge Crater on the Surface of the Asteroid Vesta. - HubbleSite (po anglicky)
• Hubble Space Telescope. - HubleSite (krátky videoklip zo snímok HST z novembra 1994) (po anglicky)
• Adaptive optics views of Vesta. - Keck Observatory (po anglicky)
• Evidence of hydrated and/or hydroxylated minerals. - Sagamihara: ISAS, 2002 Archivované 2006-02-11 na Wayback Machine. (po anglicky)
• E. V. Pitjeva, Estimations of Masses of the Largest Asteroids and the Main Asteroid Belt From Ranging to Planets, Mars Orbiters And Landers Solar System Resarch, Vol. 39 pp. 176 (2005). (po anglicky)
• Supplemental IRAS Minor Planet Survey
• T. G. Mueller and L. Metcalfe ISO and Asteroids, ESA bulletin Vol. 108, p. 38 (2001). (po anglicky)
• TSCHAN-GRIMM, K.: Vesta. Los Angeles: UCLA, 2004 Archivované 2003-10-23 na Wayback Machine (po anglicky)

… | 3 Juno | 4 Vesta | 5 Astraea | …