253 Mathilde – hidaspyörivä C-tyypin päävyöasteroidi ja kraatterit

253 Mathilde — hidaspyörivä C-tyypin päävyöasteroidi täynnä suuria kraattereita. Tutkittu NEAR Shoemakerin lähikuvilla; tumma, hiilipitoinen ja kiehtova kohde.

253 Mathilde on Johann Palisan vuonna 1885 löytä­mä päävyöasteroidi. Sen rata on melko elliptinen ja asteroidin kiertoaika Auringon ympäri on yli neljä vuotta. Mathilden pyörimisnopeus on epätavallisen hidas: yhden täydellisen kierroksen akselinsa ympäri se suorittaa noin 17,4 vuorokaudessa (noin 417 tuntia). Se on alkeellinen C-tyypin asteroidi, eli pinnassa on runsaasti hiiliyhdisteitä ja tummia, vähän valoa heijastavia mineraaleja — albedoksi mitattiin noin 0,04 (eli se heijastaa vain noin 4 % siihen osuvasta valosta). Mathilden halkaisija on luokkaa n. 53 km, ja tiheyden arvioidaan olevan alhainen (n. 1,3 g/cm³), mikä viittaa korkeaan huokoisuuteen ja mahdollisesti "rubble pile" -rakenteeseen (sirpaleista koottu kappale).

NEAR-lento, kuvat ja kraatterit

NEAR Shoemaker -luotain ohitti Mathilden kesäkuussa 1997 matkallaan kohti asteroidia 433 Eros. Luotain kuvasi asteroidin yhdeltä puolelta lähietäisyydeltä ja toimitti välittömästi tärkeitä havaintoja sen pinnasta ja muodoista. Kuvissa erottui runsaasti suuria kraattereita ja voimakkaasti kuoppainen pinta: havaittiin ainakin tusinan verran merkittäviä halkeamia ja kraatteria, joista osa on kooltaan kymmeniä kilometrejä. Suurimmat kraatterit ovat poikkeuksellisen isoja suhteessa asteroidin kokoon — useita läpimitaltaan kymmeniä kilometrejä olevia kraattereita, joiden läpimitta on lähellä kymmenesosa tai kolmannes koko kappaleen halkaisijasta.

Kuvien ja mittausten perusteella Mathilden pinta on hyvin tumma ja voimakkaasti kraatteroitunut, mikä kertoo pitkästä ja runsaasta törmäyshistoriasta. Alhainen tiheys ja runsas huokoisuus viittaavat siihen, että asteroidin sisus ei ole yhtenäistä kiveä vaan koostuu löyhästi kiinnittyneistä kappaleista ja tyhjiöistä. Hidas pyöriminen saattaa olla seurausta aiemmista törmäyksistä tai törmäyssarjasta, jotka myös ovat muovanneet sen pinnan kraatterein ja murroksin.

Miksi Mathilde on tärkeä

• Mathilde oli ensimmäinen C-tyypin asteroidi, jota kuvattiin läheltä — tämä tarjosi ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia hiilirikkaiden asteroidi­tyyppien rakennetta ja pintaa.
• NEAR:n havainnot osoittivat, että jotkin päävyöhykkeen asteroidit voivat olla hyvin huokoisia ja mataladensityisiä, mikä vaikuttaa malleihin asteroidien muodostumisesta ja törmäyksistä.
• Kraatteriympyrät ja pintamuodot auttavat pala kerrallaan rakentamaan kuvaa asteroidin geologisesta historiasta ja siitä, miten pienkappaleet reagoivat suuriin törmäyksiin.

Mathilden kaltaisten kohteiden tutkimus on tärkeää myös käytännön syistä: ymmärrys asteroidien koostumuksesta, lujuudesta ja dynamiikasta auttaa arvioimaan törmäysriskien seurauksia sekä suunnittelemaan mahdollisia tulevia asteroidien sähköistyksiä tai resurssien hyödyntämistä. Vaikka NEAR otti kuvat vain yhdeltä puoliskolta, ne ovat tarjonneet arvokkaan perustan myöhemmin tehtäville havainnoille ja malleille.

Kuvaus

253 Mathilde on hyvin tumma. Asteroidilla on useita erittäin suuria kraattereita, ja yksittäiset kraatterit on nimetty eri puolilla maailmaa sijaitsevien hiilikenttien ja -altaiden mukaan. Kaksi suurinta kraatteria, Ishikari (29,3 km) ja Karoo (33,4 km), ovat yhtä leveitä kuin asteroidin keskimääräinen säde. Törmäykset näyttävät räjäyttäneen asteroidista suuria määriä, mihin viittaavat kraatterien kulmikkaat reunat.

NEAR Shoemakerin mittaama tiheys, 1 300 kg/m³, on alle puolet normaalin hiilipitoisen kondriitin tiheydestä; tämä voi viitata siihen, että asteroidi on hyvin löyhästi pakkautunut raunio (asteroidi, joka on hajonnut kappaleiksi törmäyksessä ja jota painovoima on vetänyt takaisin yhteen). Sama pätee useisiin C-tyypin asteroideihin, joita on tutkittu adaptiivisen optiikan järjestelmillä varustetuilla maateleskoopeilla (45 Eugenia, 90 Antiope, 87 Sylvia ja 121 Hermione). Jopa 50 prosenttia 253 Mathilden sisätilavuudesta on avointa tilaa. Kuitenkin 20 kilometrin pituisen jyrkänteen olemassaolo voi viitata siihen, että asteroidilla on jonkin verran rakenteellista lujuutta, joten se voi sisältää joitakin suuria sisäisiä osia. Sisätilan alhainen tiheys on tehoton iskuiskun välittäjä asteroidin läpi, mikä myös auttaa säilyttämään pinnan piirteet suurelta osin.

Mathilden kiertorata on eksentrinen, ja se vie sen päävyöhykkeen kaukaisimpiin osiin. Kiertorata on kuitenkin Marsin ja Jupiterin ratojen välissä, eikä se risteä planeettojen ratojen kanssa. Sillä on myös yksi tunnettujen asteroidien hitaimmista kiertoajoista - useimpien asteroidien kiertoaika on 2-24 tuntia. Hitaan pyörimisnopeuden vuoksi NEAR Shoemaker pystyi ottamaan kuvia vain 60 prosentista asteroidin pinnasta. Hidas pyörimisnopeus saattaa johtua asteroidia kiertävästä kuusta, mutta NEARin kuvien etsintä ei paljastanut yhtään halkaisijaltaan yli 10 km:n kuuta, jonka säde olisi 20 kertaa 253 Mathilden säde.

Yksi suurista kraattereista 253 Mathildessa. NASA:n kuva.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Kuka löysi asteroidin 253 Mathilde ja milloin?

K: Millainen on asteroidi 253 Mathilden rata?

K: Mikä on asteroidi 253 Mathilden pyörimisnopeus?

K: Minkä tyyppinen asteroidi on asteroidi 253 Mathilde?

K: Mikä avaruusalus kävi asteroidilla 253 Mathilde ja milloin?

K: Mitä NEAR Shoemaker -avaruusalus löysi käydessään asteroidilla 253 Mathilde?

K: Mikä on asteroidi 253 Mathilden merkitys avaruustutkimuksen kannalta?

Hae kirjaimella