Vesta – aurinkokunnan toiseksi massiivisin ja kirkain asteroidi

Vestan löysi saksalainen tähtitieteilijä Heinrich Wilhelm Olbers 29. maaliskuuta 1807. Hän antoi tunnetulle matemaatikolle Carl Friedrich Gaussille luvan nimetä asteroidin roomalaisen kodin ja sydämen neitsytjumalatar Vestan mukaan.

Sen jälkeen kun Vesta löydettiin vuonna 1807, seuraaviin 38 vuoteen ei löydetty yhtään asteroidia. Tänä aikana neljä tunnettua asteroidia luettiin planeettojen joukkoon, ja jokaisella oli oma planeettatunnus. Vestaa edusti tavallisesti tyylitelty tulisija (). Muita symboleja ovat ja . Kaikki ovat yksinkertaistuksia alkuperäisestä .

Vesta on asteroidivyöhykkeen toiseksi massiivisin kappale. Vestalla on erilainen sisätila kuin sen pinnalla. Se sijaitsee sisäisessä päävyöhykkeessä, noin 2,50 AU:n etäisyydellä. Se on tilavuudeltaan samanlainen kuin 2 Pallas (vaikka sitä ei ole vahvistettu), mutta jonkin verran massiivisempi.

Vestan muoto on lähellä pallon muotoa sen oman painovoiman vaikutuksesta, mutta suuri koveruus ja kyhmy navan kohdalla (ks. "Pinnan ominaisuudet" jäljempänä) eivät täytä IAU:n asettamia kriteerejä, joiden perusteella sitä voitaisiin pitää planeettana. Joka tapauksessa IAU:n jäsenistö hylkäsi tämän päätöslauselman, ja Vestaa kutsutaan edelleen asteroidiksi. On kuitenkin mahdollista, että Vesta luokitellaan tulevaisuudessa kääpiöplaneetaksi, jos vakuuttavasti todetaan, että sen muoto on peräisin hydrostaattisesta tasapainosta.

Sen kierto on asteroidiksi todella nopea (5,342 h) ja progradinen, ja sen pohjoisnapa osoittaa oikeaan asentoon 20 h 32 min, deklinaatio +48° ja epävarmuus on noin 10°. Aksiaalinen kallistus on siis 29°.

Pinnan lämpötilan on arveltu olevan noin -20 °C auringon ollessa yläpuolella ja laskevan noin -190 °C:een talvinavalla. Tyypilliset päivä- ja yölämpötilat ovat -60 °C ja -130 °C. Tämä arvio on tehty 6. toukokuuta 1996, hyvin lähellä periheliä, ja yksityiskohdat vaihtelevat jonkin verran vuodenaikojen mukaan.

Vestan osalta tutkijoiden käytettävissä on suuri kokoelma mahdollisia näytteitä, yli 200 HED-meteoriittia, jotka antavat tietoa Vestan geologisesta historiasta ja rakenteesta.

Vestan uskotaan koostuvan metallisesta rauta-nikkeliytimestä, jonka yläpuolella on kivinen oliviinivaippa ja pintakuori. Ca-Al-rikkaiden sulkeumien (Aurinkokunnan ensimmäinen kiinteä aine, joka muodostui noin 4567 miljoonaa vuotta sitten) ensimmäisestä esiintymisestä alkaen todennäköinen aikajana on seuraava:

• Kertyminen päättyi noin 2-3 miljoonan vuoden kuluttua.
• ²⁶Alin radioaktiivisen hajoamisen aiheuttama täydellinen tai lähes täydellinen sulaminen, joka johtaa metalliytimen irtoamiseen noin 4-5 miljoonan vuoden kuluttua.
• Kiteytyminen konvektiosulassa etenevässä kiteytymisessä. Konvektio lakkasi, kun noin 80 prosenttia aineksesta oli kiteytynyt, noin 6-7 miljoonaa vuotta sitten.
• Jäljelle jääneen sulan materiaalin puristaminen kuoren muodostamiseksi. Joko basalttilaavoina asteittaisissa purkauksissa tai mahdollisesti muodostaen lyhytikäisen magmameren.
• Kuoren syvemmät kerrokset kiteytyvät plutonisiksi kiviksi, kun taas vanhemmat basaltit metamorfoituvat uudempien pintakerrosten paineen vaikutuksesta.
• Sisätilojen hidas jäähtyminen.

Vesta on ainoa tunnettu ehjä asteroidi, joka on nostettu pinnalle tällä menetelmällä. Rautameteoriittien ja akondriittisten meteoriittiluokkien esiintyminen ilman tunnistettuja emäkappaleita osoittaa kuitenkin, että on joskus ollut muitakin eriytyneitä planeettoja, joilla on ollut magmakivihistoria, joka on sittemmin rikkoutunut törmäyksissä.

Joitakin Vestianin pinnan piirteitä on selvitetty Hubble-avaruusteleskoopin ja maanpäällisten teleskooppien, kuten Keck-teleskoopin, avulla.

Merkittävin pinnanpiirre on erittäin suuri, halkaisijaltaan 460 kilometriä oleva kraatteri, joka sijaitsee lähellä etelänapaa. Sen leveys on noin 80 prosenttia Vestan koko halkaisijasta. Kraatterin pohja on noin 13 km syvyydessä, ja sen reuna kohoaa 4-12 km ympäröivän alueen yläpuolelle, ja pinnan kokonaiskorkeus on noin 25 km. Keskushuippu kohoaa 18 km kraatterin pohjan yläpuolelle. Uskotaan, että vastuussa oleva törmäys räjäytti noin 1 % Vestan koko tilavuudesta, ja on todennäköistä, että Vestan perheenä tunnettu ryhmä pienempiä asteroideja on tämän törmäyksen jäänteitä. Jos näin on, se, että 10 kilometrin kokoiset Vestan perheen fragmentit ovat selvinneet pommituksesta tähän päivään asti, osoittaa, että kraatteri on vain noin miljardi vuotta vanha tai nuorempi. Se olisi myös HED-meteoriittien alkuperäinen syntypaikka. Itse asiassa kaikki tunnetut V-tyypin asteroidit muodostavat yhdessä vain noin 6 prosenttia ulosheitetyn asteroidin tilavuudesta, ja loput ovat oletettavasti joko pieniä sirpaleita, jotka ovat sinkoutuneet lähestymällä Kirkwoodin 3:1 -rakoa tai jotka ovat säteilyn paineen vaikutuksesta sinkoutuneet pois. Hubble-kuvien spektroskooppiset analyysit ovat osoittaneet, että tämä kraatteri on tunkeutunut syvälle useiden eri kuorikerrosten läpi ja mahdollisesti vaippaan, mihin oliviinin spektriset merkit viittaavat. Mielenkiintoista on, että tämän suuruinen isku ei rikkonut Vestaa eikä nostanut sitä pinnalle.

Alueella on myös useita muita suuria, noin 150 km leveitä ja 7 km syviä kraattereita. Noin 200 kilometrin levyinen tumma alue on nimetty Olbersiksi Vestan löytäjän kunniaksi, mutta se ei näy korkeuskartoissa tuoreen kraatterin tavoin, ja sen luonne on toistaiseksi tuntematon, ehkä se on vanha basalttipinta. Se toimii vertailupisteenä, jonka keskipisteen kautta kulkee 0° pituuspiirin päämeridiaani.

Itäisen ja läntisen pallonpuoliskon maastot eroavat toisistaan huomattavasti. Hubble-avaruusteleskoopin kuvien alustavien spektrianalyysien perusteella itäisellä pallonpuoliskolla näyttää olevan voimakkaasti heijastava, voimakkaasti kraatteroitunut "ylänkömaasto", jossa on vanhoja, pölyisiä kiviä ja kraattereita, jotka ulottuvat syvemmälle maankuoren plutonisiin kerroksiin. Toisaalta suuret alueet läntisellä pallonpuoliskolla ovat tummia geologisia yksiköitä, joiden uskotaan olevan pintabasaltteja.

Useiden pienten aurinkokuntakappaleiden uskotaan olevan yhteentörmäysten aiheuttamia Vestan sirpaleita. Esimerkkeinä Vestoidi-asteroidit ja HED-meteoriitit. V-tyypin asteroidin 1929 Kollaa koostumuksen on todettu muistuttavan kumuloituneita eukriittimeteoriitteja, mikä viittaa sen alkuperään syvällä Vestan kuoressa.

Koska useiden meteoriittien uskotaan olevan Vestan sirpaleita, Vesta on tällä hetkellä yksi viidestä tunnistetusta aurinkokunnan kappaleesta, joista meillä on fyysisiä näytteitä. Muut ovat Mars, Kuu, komeetta Wild 2 ja itse Maa.

Todisteet HED-meteoriitin alkuperästä

Tämä perustuu Dawn-luotaimelta saatuihin tietoihin, joka kiersi Vestaa asteroidivyöhykkeellä 10 kuukauden ajan.

Vesta on HED-meteoriittien lähde, joita on noin 6 prosenttia kaikista Maahan putoavista meteoriiteista. Nämä meteoriitit sisältävät pyrokseenia, joka on runsaasti rautaa ja magnesiumia sisältävä mineraali. Tämä on sovitettu täsmälleen yhteen Vestan pinnalla olevien mineraalien kanssa, jotka Dawnin instrumentit ovat ottaneet talteen.

Sen koon ja epätavallisen kirkkaan pinnan ansiosta Vesta on kirkkain asteroidi, ja se näkyy toisinaan paljain silmin pimeältä (valosaasteettomalta) taivaalta. Äskettäin, touko- ja kesäkuussa 2007, Vesta saavutti suurimman magnitudinsa +5,4, joka on kirkkain sitten vuoden 1989.

Tuolloin oppositio ja periheli olivat vain muutaman viikon päässä toisistaan. Se näkyi Ophiuchuksen ja Scorpiuksen tähdistössä.

Pohjoisen pallonpuoliskon myöhäissyksyn epäsuotuisammissa oppositioissa Vestan magnitudi on edelleen noin +7,0. Jopa silloin, kun Vesta on yhdessä Auringon kanssa, sen magnitudi on noin +8,5. Näin ollen se voidaan havaita saasteettomalta taivaalta kiikareilla jopa paljon pienemmillä elongaatioilla kuin lähellä oppositiota.