Vesta (4) — Solsystemets näst största och ljusaste asteroid

Vesta upptäcktes av den tyske astronomen Heinrich Wilhelm Olbers den 29 mars 1807. Han lät den framstående matematikern Carl Friedrich Gauss döpa asteroiden till Vesta, den romerska jungfruguden för hem och härd.

Efter upptäckten av Vesta 1807 upptäcktes inga asteroider under de följande 38 åren. Under denna tid räknades de fyra kända asteroiderna till planeterna, och var och en hade sin egen planetsymbol. Vesta representerades normalt av en stiliserad härd (). Andra symboler är och . Alla är förenklingar av den ursprungliga .

Vesta är den näst mest massiva kroppen i asteroidbältet. Vesta har ett annorlunda inre jämfört med sin yta. Den befinner sig i det inre huvudbältet, på ett avstånd av cirka 2,50 AU. Den liknar 2 Pallas i volym (även om det inte är bekräftat), men är något mer massiv.

Vestas form ligger nära formen av en sfär genom sin egen gravitation, men den stora konkaviteten och klumpen vid polen (se "Ytkemenskaper" nedan) uppfyllde inte kriterierna för att betraktas som en planet enligt IAU. I vilket fall som helst förkastades resolutionen av IAU:s medlemmar och Vesta kommer även i fortsättningen att kallas för en asteroid. Det är dock möjligt att Vesta i framtiden kan komma att listas som en dvärgplanet, om man på ett övertygande sätt kan fastställa att dess form kommer från hydrostatisk jämvikt.

Dess rotation är faktiskt snabb för att vara en asteroid (5,342 h) och prograd, med nordpolen pekande i riktning mot rätascension 20 h 32 min, deklination +48° med en osäkerhet på cirka 10°. Detta ger en axial lutning på 29°.

Temperaturen på ytan har antagits ligga mellan cirka -20 °C när solen är ovanför oss och sjunker till cirka -190 °C vid vinterpolen. Typiska dag- och nattemperaturer är -60 °C respektive -130 °C. Denna uppskattning gäller för den 6 maj 1996, mycket nära perihelium, medan detaljerna varierar något med årstiderna.

När det gäller Vesta har forskarna tillgång till en stor samling möjliga prover i form av över 200 HED-meteoriter som ger en inblick i Vestas geologiska historia och struktur.

Vesta tros bestå av en metallisk järn-nickelkärna, ovanpå en stenig olivinmantel och en ytskorpa. Från det första uppträdandet av Ca-Al-rika inneslutningar (den första fasta materian i solsystemet, som bildades för cirka 4567 miljoner år sedan) är en trolig tidslinje följande:

• Ackretionen avslutades efter cirka 2-3 miljoner år.
• Fullständig eller nästan fullständig smältning på grund av radioaktivt sönderfall av ²⁶Al, vilket leder till att metallkärnan separeras vid 4-5 miljoner år.
• Progressiv kristallisering av en konvektiv smält mantel. Konvektionen upphörde när cirka 80 % av materialet hade kristalliserats, vid cirka 6-7 miljoner år.
• Utstrykning av det återstående smälta materialet för att bilda skorpan. Antingen som basaltisk lava i progressiva utbrott eller möjligen som ett kortvarigt magmahav.
• De djupare lagren i jordskorpan kristalliserar och bildar plutoniska bergarter, medan äldre basalter metamorfoseras på grund av trycket från nyare ytlager.
• Långsam nedkylning av interiören.

Vesta är den enda kända intakta asteroiden som har återupptäckts på detta sätt. Förekomsten av järnmeteoriter och achondritiska meteoritklasser utan identifierade moderkroppar tyder dock på att det en gång fanns andra differentierade planetesimaler med magmatisk historia, som sedan dess har brutits sönder av nedslag.

Vissa av Vestians ytor har upptäckts med hjälp av rymdteleskopet Hubble och markbaserade teleskop, t.ex. Keck-teleskopet.

Det mest anmärkningsvärda på ytan är en mycket stor krater med en diameter på 460 km som är centrerad nära sydpolen. Dess bredd är ungefär 80 % av Vestas hela diameter. Golvet i denna krater ligger ca 13 km under jorden och dess kant höjer sig 4-12 km över det omgivande området, med en total ytrelief på ca 25 km. En central topp reser sig 18 km över kraterbotten. Man tror att den ansvariga nedslaget sprängde omkring 1 % av Vestas hela volym, och det är troligt att en grupp mindre asteroider som kallas Vesta-familjen är resterna av denna kollision. Om så är fallet tyder det faktum att 10 km långa fragment av Vestafamiljen har överlevt bombardemanget fram till idag på att kratern bara är cirka 1 miljard år gammal eller yngre. Det skulle också vara den ursprungliga ursprungsplatsen för HED-meteoriterna. I själva verket utgör alla kända asteroider av V-typ tillsammans endast cirka 6 % av den utkastade volymen, och resten är förmodligen antingen små fragment, utkastade genom att närma sig Kirkwood-gapet 3:1 eller störda av strålningstryck. Spektroskopiska analyser av Hubblebilderna har visat att denna krater har trängt djupt in genom flera olika skikt av jordskorpan, och möjligen in i manteln, vilket indikeras av spektrala signaturer av olivin. Intressant nog har Vesta inte brutits upp och inte heller kommit upp till ytan efter ett nedslag av den här storleksordningen.

Flera andra stora kratrar som är omkring 150 km breda och 7 km djupa finns också. Ett mörkt område med en bredd på cirka 200 km har fått namnet Olbers till ära av Vestas upptäckare, men det syns inte på höjdkartor som en färsk krater skulle göra, och dess karaktär är för närvarande okänd, kanske en gammal basaltisk yta. Den tjänar som referenspunkt med 0° longitud prime meridianen definierad att passera genom dess centrum.

Det östra och det västra halvklotet har markant olika terräng. Enligt preliminära spektralanalyser av bilderna från Hubble Space Telescope verkar den östra halvklotet ha en mycket reflekterande, kraftigt kraterad "höglandsterräng" med gamla, dammiga stenar och kratrar som går in i djupare plutoniska skikt i jordskorpan. Å andra sidan upptas stora områden på västra halvklotet av mörka geologiska enheter som tros vara ytbasalter.

Olika små objekt i solsystemet tros vara fragment av Vesta som orsakats av kollisioner. Vestoid-asteroiderna och HED-meteoriterna är exempel på detta. Asteroiden av V-typ 1929 Kollaa har bestämts ha en sammansättning som liknar kumulativa eukritmeteoriter, vilket tyder på att den har sitt ursprung djupt inne i Vestas skorpa.

Eftersom ett antal meteoriter tros vara Vestafragment är Vesta för närvarande en av endast fem identifierade kroppar i solsystemet som vi har fysiska prover från. De andra är Mars, månen, kometen Wild 2 och jorden själv.

Bevis på HED-meteoritens ursprung

Detta baseras på data från Dawn-sonden som kretsade runt Vesta i asteroidbältet i 10 månader.

Vesta är källan till HED-meteoriterna, som utgör cirka 6 % av alla meteoriter som faller till jorden. Dessa meteoriter innehåller pyroxen, som är ett mineral som är rikt på järn och magnesium. Detta har matchats exakt med de mineralsignaturer på Vestas yta som fångats av Dawns instrument.

Dess storlek och ovanligt ljusa yta gör Vesta till den ljusaste asteroiden, och den är ibland synlig för blotta ögat på en mörk (inte ljusförorenad) himmel. Nyligen, i maj och juni 2007, nådde Vesta en toppmagnitud på +5,4, den ljusaste sedan 1989.

Vid den tiden låg opposition och perihelium bara några veckor från varandra. Den var synlig i stjärnbilderna Ophiuchus och Scorpius.

Mindre gynnsamma oppositioner under senhösten på norra halvklotet har Vesta fortfarande en magnitud på omkring +7,0. Även när Vesta står i konjunktion med solen har den en magnitud på omkring +8,5. På en föroreningsfri himmel kan den alltså observeras med kikare även vid mycket mindre elongation än nära opposition.