253 Mathilde – C-typ-asteroid besökt av NEAR Shoemaker med långsam rotation

253 Mathilde – C‑typ asteroid med kolmörk yta, ovanligt långsam rotation (17,4 dagar) och stora kratrar, utforskad av rymdsonden NEAR Shoemaker 1997.

253 Mathilde är en asteroid i huvudbältet som upptäcktes av Johann Palisa 1885. Den har en ganska elliptisk bana som tar mer än fyra år för att cirkla runt solen. Den här asteroiden har en ovanligt långsam rotationshastighet och tar 17,4 dagar på sig för att fullborda ett 360° varv runt sin axel. Det är en primitiv asteroid av C-typ, vilket innebär att ytan har mycket kol; det ger den en mörk yta som bara reflekterar 4 % av det ljus som faller på den.

Denna asteroid besöktes av rymdsonden NEAR Shoemaker i juni 1997, på väg till asteroiden 433 Eros. Rymdfarkosten tog bilder av en sida av asteroiden och fann många stora kratrar som har utgjutit fördjupningar i ytan. Det är för närvarande den största asteroiden som har besökts av en rymdfarkost och den första asteroiden av C-typ som har utforskats på detta sätt.

Upptäckt och bana

Mathilde upptäcktes 1885 och ingår i huvudbältet mellan Mars och Jupiter. Dess bana är relativt excentrisk jämfört med vissa andra huvudbältesasteroider, vilket gör att dess omloppsperiod runt solen överstiger fyra år. Asteroider i denna klass bidrar till vår förståelse av solsystemets dynamik och de processer som formade den tidiga planetärskivan.

Fysiska egenskaper

Mathilde är en av de större C-typ-asteroiderna i huvudbältet, med en typisk diameter på omkring 50–60 kilometer. Den är mycket mörk med ett geometriskt albedo på cirka 0,04 (d.v.s. den reflekterar bara cirka 4 % av det infallande solljuset). Rotationstiden är ovanligt lång för en asteroid av denna storlek — ungefär 17,4 dygn.

Mätningar indikerar också en mycket låg densitet jämfört med kompakt stenmaterial. Uppskattningar av densiteten ligger i storleksordningen cirka 1–1,5 g/cm³, vilket är betydligt lägre än för oporös bergart. Detta tyder på att Mathilde antingen är extremt porös eller består av sammanbuntade fragment (en så kallad "rubble pile"-struktur) med hög inre porositet.

NEAR Shoemaker–flyby (juni 1997)

Rymdsonden NEAR Shoemaker flög förbi Mathilde i juni 1997 på sin väg mot 433 Eros. Flyby:n gav de första närbilderna av en C-typ-asteroid och avslöjade flera oväntade egenskaper:

• Rymdfarkosten fotograferade en stor del av ett enda halvklot och visade att ytan var kraftigt nedslagen av stora kratrar.
• Flera kratrar är exceptionellt stora i förhållande till asteroidens diameter — kratrar vars diameter är en betydande andel av Mathildes egen storlek.
• Observationerna visade en mycket mörk, ojämn yta och gav data som användes för att uppskatta densitet, form och termiska egenskaper.

Vetenskapliga fynd och betydelse

Studier av Mathilde ger viktig information om primitiva, kolrika kroppar i solsystemet. Eftersom C-typ-asteroider anses innehålla material som är oförändrade sedan solsystemets tidiga skeden, hjälper Mathilde oss att förstå:

• Den ursprungliga sammansättningen av organiskt material och vattenrika mineraler i den tidiga solsystemsskivan.
• Hur stora krashändelser påverkar små kroppars struktur och hur porositet och fragmentering påverkar deras evolution.
• Skillnader mellan kompakta steniga kroppar och porösa "rubble pile"-konstruktioner.

Uppföljning och historisk kontext

Vid tidpunkten för NEAR-besöket var Mathilde den största asteroiden som utforskats av en rymdfarkost och den första utforskade C-typen. Sedan dess har andra, betydligt större objekt i huvudbältet — exempelvis 4 Vesta och dvärgplaneten 1 Ceres — undersökts av senare uppdrag (t.ex. NASA:s Dawn), men Mathildes flyby förblev viktig som det första direkta besöket hos en kolrik, primitiv asteroid.

Sammanfattning: 253 Mathilde är en mörk, kolrik C-typ-asteroid i huvudbältet med en ovanligt lång rotationstid, låg densitet och en yta täckt av mycket stora kratrar. NEAR Shoemakers flyby 1997 gav de första detaljerade bilderna av denna typ av asteroid och bidrog väsentligt till kunskapen om solsystemets tidiga material och småkroppars inre struktur.

Beskrivning

253 Mathilde är mycket mörk. Asteroiden har ett antal mycket stora kratrar, där de enskilda kratrarna har fått namn efter kolfält och bassänger runt om i världen. De två största kratrarna, Ishikari (29,3 km) och Karoo (33,4 km), är lika breda som asteroidens genomsnittliga radie. Kollisionerna verkar ha blåst bort stora volymer från asteroiden, vilket antyds av kratrarnas kantiga kanter.

Den densitet som uppmättes av NEAR Shoemaker, 1 300 kg/m³, är mindre än hälften av densiteten hos en normal kolhaltig kondrit, vilket kan tyda på att asteroiden är en mycket löst packad grushög (en asteroid som har brutits sönder av en kollision och dragits samman av gravitationen). Samma sak gäller för flera asteroider av C-typ som studerats av markbaserade teleskop med adaptiva optiksystem (45 Eugenia, 90 Antiope, 87 Sylvia och 121 Hermione). Upp till 50 % av volymen inuti 253 Mathilde har öppet utrymme. Förekomsten av en 20 km lång skarp kant kan dock tyda på att asteroiden har en viss strukturell styrka, så den kan innehålla några stora interna komponenter. Den låga inre tätheten är en ineffektiv överförare av nedslagsstötar genom asteroiden, vilket också bidrar till att bevara ytans särdrag i hög grad.

Mathildes bana är excentrisk och tar den till de yttersta delarna av huvudbältet. Trots detta ligger banan mellan Mars och Jupiters banor och korsar inte planeternas banor. Den har också en av de långsammaste rotationsperioderna av de kända asteroiderna - de flesta asteroider har en rotationsperiod på mellan 2 och 24 timmar. På grund av den långsamma rotationshastigheten kunde NEAR Shoemaker bara ta bilder av 60 % av asteroidens yta. Den långsamma rotationshastigheten kan förklaras av att det finns en måne som kretsar kring asteroiden, men en sökning av NEAR-bilderna visade att det inte finns någon som är större än 10 km i diameter och som har en radie som är 20 gånger större än 253 Mathildes radie.

En av de stora kratrarna på 253 Mathilde. NASA-bild.

Frågor och svar

F: Vem upptäckte asteroid 253 Mathilde och när?

F: Hur ser asteroid 253 Mathildes bana ut?

F: Hur snabbt roterar asteroid 253 Mathilde?

F: Vilken typ av asteroid är asteroid 253 Mathilde?

F: Vilken rymdfarkost besökte asteroid 253 Mathilde och när?

F: Vad upptäckte rymdsonden NEAR Shoemaker under sitt besök på asteroid 253 Mathilde?

F: Vilken betydelse har asteroid 253 Mathilde för rymdforskningen?

Sök med bokstav