Астрономический портал www.galactic.name Українські легенди Астрономия
www.galactic.name
Mon, 30 Nov 2020
Multilanguage

Astronomy Dnipro Ukraine - Facebook
Астрономам
Скачать

Астрономический портал
"Имя Галактики" запущен в сентябре 2007 года. Его цель - популяризация астрономии в самом широком смысле.




Планета весталок

Повернутись до [ Зміст розділу "Планетарій" ]

Вчені давно займаються дослідженням астероїда Веста. Однак, до нових відкриттів призвели не лише дані космічного зонда, але й знайдений в Антарктиді метеорит.

Хоча Веста ледь помітна на зоряному небі, будь-хто може помацати шматочок цього астероїда в мінералогічному музеї, де виставлені метеорити. Найчастіше це уламки трьох небесних тіл: Вести, Місяця і Марса. Метеорити групи HED, які за хімічною будовою нагадують земні базальти, габбро та інші вивержені породи, походять з Вести. Роджер Фу, співробітник факультету вивчення Землі, атмосфери і планет в Массачусетському технологічному інституті, розповідає: «Нам відомі близько тисячі метеоритів цієї групи, всі вони мають однакове співвідношення ізотопів кисню, що вказує на їх спорідненість. Особливості орбіти Вести і схожість її спектра зі спектрами метеоритів кажуть про те, що батьківським тілом була саме вона».

Орбіта Вести

Через тяжіння Юпітера тіла Поясу астероїдів розподілено в просторі нерівномірно.
Орбіта Вести лежить всередині однієї з щілин Кирквуда — ділянок Поясу, майже очищених від астероїдів гравітаційним полем планети-гіганта.

Фу отримав для дослідів один грам метеориту ALHA81001. Цей невеликий камінь масою 50г був виявлений в горах Антарктиди у 1981 році, коли рахунок знайденим там метеоритам вже йшов на тисячі. 30 років тому ніхто не припускав, що цей уламок здатний розповісти про таємниці формування Сонячної системи, а майбутній автор відкриття тоді ще не з'явився на світ.

До запуску у 1990 році космічної обсерваторії Hubble навіть в кращі наземні телескопи Весту була видно лише як розмиту пляму. Про астероїд, віддалений від нас на десятки мільйонів кілометрів, довгі роки в той час судили не за астрономічними спостереженнями, а за знайденими на Землі метеоритами.

Веста — найбільший астероїд, вивчений міжпланетною місією

Веста — найбільший астероїд, вивчений міжпланетною місією.
Раніше автоматичні станції досліджували Гаспру (1991), Іду (1993), Матильду (1997), Ерос (1998, 2000), Аннафранк (2002), Ітокаву (2005) і Лютецію (2010).
На Ерос була здійснена посадка, а речовина з Ітокави доставлено на Землю.
Фото: NASA/JPL-CALTECH/JAXA/ESA, NASA/JPL-CALTECH/UCLA/MPS/DLR/IDA

Незвичайні магнітні властивості метеориту ALHA81001 давно привертали увагу вчених. Пам'ятаючи про походження каменю, Фу вирішив застосувати новий метод для вивчення магнітного минулого Вести. «Ми взялися саме за цей метеорит, оскільки він має дрібнозернисту будову, викликану незвично швидким охолодженням. Це дало нам чудовий зразок для палеомагнітного аналізу», — розповів Фу. Поступово размагнічуючи мінерал, Фу з колегами оцінили величину того первісного магнітного поля, в якому він застиг, — не менше 2 мікротесла. Для порівняння, на Землі індукція магнітного поля може бути в 30 разів більше.

Тепер треба було встановити момент, коли сформувався вестіанскій мінерал. Вік породи визначали за кількістю аргону, який виділився. При розпаді атом радіоактивного калію-40 захоплює електрон і стає атомом аргону-40. Щобільше в зразку аргону, тим він старіший. Фу встановив, що камінь застиг на розплавленій поверхні Вести близько 3,7 мільярдів років тому. Здавалося б, що за радість у виявленні стародавнього магнітного поля на астероїді?

Метеорит ALHA81001, виявлений в горах Алан-Хіллс

Метеорит ALHA81001, виявлений в горах Алан-Хіллс, — один з десятків тисяч каменів позаземного походження, знайдених в Антарктиді.
Фото: HAP MCSWEEN (UNIVERSITY OF TENNESSEE), AND ANDREW BECK AND TIM MCCOY (SMITHSONIAN INSTITUTION)

Його наявність вперше вказала на те, що Веста, середній діаметр якої становить всього 525 кілометрів, за своєю природою ближче до планет, ніж до астероїдів. До планет астрономи записують небесні тіла, що обертаються навколо зірок, і до того ж досить масивні, щоб мати круглу форму. Однак, планети земної групи об'єднує ще одна властивість: в ході еволюції їх важкі елементи концентрувалися в центрі і утворили ядро, легкі — залишалися ближче до поверхні.

Як досліджували астероїд Веста

Carl Friedrich Gauss1807 - Німецький астроном Генріх Ольберс відкрив невідомий астероїд і надав великому математику Карлу Гауссу право назвати його. Гаусс вибрав ім'я Веста на честь римської богині дому та вогнища.



1966 - Веста стала першим астероїдом, масу якого вдалося виміряти . Це стало можливо, коли відстежили відхилення астероїда Арета, який кожні 18 років зближається з Вестою.

Юрій Нікулін1981 - В Антарктиді знайдено метеорит ALHA81001. Астроном Людмила Журавльова в Кримській обсерваторії відкрила астероїд, утворений після удару космічного тіла об Весту, і назвала його ім'ям Юрія Нікуліна.



1996 - Телескоп Hubble сфотографував Весту з орбіти Землі.

2007 - Стартувала місія Dawn , метою якої стало дослідження Вести та Церери.

2011 - Липень — космічний зонд наблизився до Вести і почав детальну зйомку астероїда.

2012 - Роджер Фу відкрив стародавнє динамо Вести . Вересень — апарат Dawn покинув околиці Вести і попрямував до Церери.

* * *

Дійсно, астрономи давно підозрювали, що важкі тіла Поясу астероїдів — Церера і Веста, на зорі формування Сонячної системи втратили шанс стати повноцінними планетами і, не набравши достатньої маси, назавжди залишилися крижаними брилами. І якщо у 2006 році Міжнародний астрономічний союз відніс досить пересічну з точки зору складу, але круглу Цереру до карликових планет, то Весті з її більш багатим «внутрішнім світом» в цьому завадили маленькі розміри та форма картоплі. Хімічний аналіз метеоритів групи HED давно вказував на те, що відразу після народження на Весті почався поділ її внутрішньої структури: залізо-нікелевого ядра і кам'яної мантії. Фу вперше довів, що в юні роки на астероїді на повну силу працювало магнітне динамо — процес, властивий лише планетам земної групи. На Землі завдяки радіоактивному розпаду важких елементів ядро ??розігрівається так, що в ньому є рідка область. Обертання планети навколо своєї осі викликає постійні течії струмопровідних розплавів, чому й виникає магнітне поле, яке захищає все живе від жорстких космічних променів.

Виходить, в надрах Вести, що утворилася 4,5 мільярда років тому, коли-то теж існувала радіоактивна пічка. Однак, за розрахунками, до моменту формування речовини метеорита вона повинна була згаснути. Внутрішнє динамо намагнітило кору астероїда в перші 100 мільйонів років, залишивши цей відбиток до наших днів. «Відтепер Веста стала найменшим з відомих об'єктів, здатних генерувати магнітне динамо. Можна припустити, що в ранній Сонячній системі це відбувалося на багатьох астероїдах », — вважає співавтор дослідження Бенджамін Вейсс.

Геологи вперше виявили те, що астрономам NASA не вдалося відкрити в «золотий рік» вивчення Вести — з липня 2011-го по вересень 2012-го, поки на її орбіті працював космічний апарат Dawn («Світанок»). Знизившись до висоти 200 кілометрів над астероїдом, рукотворний посланець Землі справно відкривав нові сторони цього холодного непривітного світу. Раніше вчені задовольнялися зображеннями, на яких було видно лише великі деталі.

Зроблені апаратом Dawn знімки вражають надзвичайною різноманітністю геологічних структур на поверхні Вести. Чого вартий один лише «сніговик» в північній півкулі, де вишикувалися в ряд відразу три великих кратери! Більшість кратерів, знайдених на астероїді, домовилися називати іменами весталок — цнотливих жриць богині Вести, шанованих в Стародавньому Римі. Найбільший кратер «сніговика» (діаметром 58 км) отримав назву Марція, середній (50 км) — Кальпурнія і менший (22 км) — Минуція.

Деякі особливості рельєфу Вести були відомі ще до відправки місії Dawn. Астрономи знали про наявність поблизу південного полюса величезного кратера діаметром чи не з сам астероїд (505 км). Команда місії назвала його Реясільвією — на честь весталки Реї Сільвії, матері Рема і Ромула, засновників Риму. Гірка в центрі кратеру підноситься на 23 кілометри над самою нижньою точкою поверхні, а висота краю — 31 кілометр. Це один з найбільших ударних кратерів в Сонячній системі. Утворився він відносно не так давно, всього мільярд років тому. Мабуть, цей катаклізм був найбільш руйнівним в історії Вести: в результаті удару близько 1% матеріалу астероїду було викинуто в космічний простір. Вважають, що цей викид породив астероїди групи Вести і метеорити, які були впали на Землю.

Найдивовижніше в образі астероїда — загадкові зморшки, помітні при певному куті освітлення все в тому ж кратері Реясільвія. Це концентричні структури глибиною в кілька кілометрів і діаметром в сотні кілометрів. Є гіпотеза, що це наслідок зіткнення з іншим астероїдом, а хтось бачить в них сліди внутрішніх процесів на Весті. Чимало списів зламано і в спробах пояснити походження дивних борозен, які вишикувалися вздовж екватора на сотні кілометрів. Одна із них, борозна Діваль, перевершує за розмірами Великий каньйон в Колорадо. Вона розтягнулася на 465 кілометрів, ставши одним з найдовших розломів в Сонячній системі. Аналіз останніх даних привів вчених до того, що ці борозни — провали в корі, що утворилися при падінні іншого астероїда на південний полюс Вести. За словами Дебри Бучковські з університету Джона Хопкінса, борозни — не просто тріщини, що зустрічаються на дрібних астероїдах, а так звані грабени — провали, які утворюються в зонах розтягування кори. Такі структури відомі на Землі, наприклад, улоговина озера Байкал. Бучковські вважає, що наявність грабенов на Весті найкраще доводить наявність диференційованих внутрішніх шарів з різною щільністю, по-різному реагують на стиск від удару. Товщину кори вчені поки визначити не беруться, а ось радіус залізного ядра лежить в межах 107-113 кілометрів.

Керівник місії Крістофер Расселл розповідає: «Найважливішим у результатах місії Dawn стало підтвердження того, що Веста — батьківщина метеоритів з групи HED. Це означає, що наше розуміння Сонячної системи, засноване на аналізі метеоритів, вірно. Однак, Веста піднесла нам і ряд сюрпризів. По-перше, ми дізналися, що поверхня її складається зі світлих і темних плям. Темний матеріал — це вуглецеві породи, що потрапили на неї з глибин Поясу астероїдів. Світлий — первісний матеріал, що зберігся від ранніх днів існування Вести. Друга несподіванка — ями, що не мають валів, які схожі на марсіанські. Ми вважаємо, що це пов'язано з існуванням летючих речовин, випаровування яких в минулому призвело до провалів на поверхні».

Іноді Весту видно неозброєним оком

Іноді Весту може бути видно неозброєним оком, але в січні 2013 року, коли вона була в сузір'ї Тельця, її блиск не перевищив 7-ї величини, тож для спостереження цього тіла потрібен принаймні бінокль.

геологічні утворення на поверхні астероїду

Ліворуч: Кратери вестіанского «сніговика», які названо іменами трьох жриць. Згідно римським анналам, лише одна з них, Кальпурнія Претекстата, не осквернила вогонь Вести, тобто не вступила у зв'язок з чоловіком. Минуцію було засуджено за перелюб за доносом свого раба і закопана живцем у 337 році до н.е. За 224 роки в той самий спосіб стратили Марцію за зв'язок з аристократом.
Праворуч: Якість знімків, зроблених апаратом Dawn, дозволила добре розглянути всі геологічні утворення на поверхні астероїду.
Фото: NASA/JPL-CALTECH/UCLA/MPS/DLR/IDA X2

Чи залишилася Веста намагніченою і сьогодні — питання спірне. Відповідь могли б дати прямі вимірювання із зонду. «Навряд чи динамо на Весті ще працює, проте камені на поверхні можуть мати залишкову намагніченість. Я збирав магнетометр для місії Dawn, але в NASA мені звеліли прибрати його із зонду», — нарікає Расселл.

Однак, непряме підтвердження намагніченості Вести все-таки існує. На це вказує її незвичайна для астероїдів яскравість, на яку давно звернули увагу астрономи. «У Вести поверхня біла, як цукор, і в цьому її унікальність», — пояснює російський астроном Тимур Крячко. Вчені знають, що протягом мільярдів років поверхня безатмосферних тіл — Місяця і астероїдів — піддається ерозії і темніє через осадження на ній мікрочастинок заліза, що випускаються Сонцем. Схоже, Веста все-таки має власну магнітну «парасольку», яка захищає її поверхню від сонячного вітру.

5 вересня 2012 року Dawn завершив останній виток навколо Вести і вирушив до її більш круглої сусідки — карликової планети Церери, поверхня якої, як вважають вчені, містить водяний лід. Рандеву було призначене на лютий 2015 року.

Співвідношення масштабів Землі, Церери і Вести

Співвідношення масштабів Землі, Церери і Вести. Фото: NASA

А Роджер Фу каже, що йому мало відкриття стародавнього магнітного поля Вести: «У найближчому майбутньому я продовжу займатися метеоритами, але не з Вести. Зараз ми взялися за давніші метеорити, хондрити, щоб оцінити магнітні поля, що існували в Сонячній системі ще до того, як з'явилися планети і астероїди».

Старша і молодша сестри

Причини відмінностей в еволюції Вести і Церери криються в різниці їх віку. Після того, як Церера округлилася, на ній також відбувся поділ внутрішньої структури: важкі породи сформували кам'яне ядро, легкі — поверхневий шар. Крістофер Расселл, керівник місії Dawn: «Веста в момент народження була набагато тепліше від Церери і тому встигла втратити всю свою воду. Причина — в терміні утворення. На зорі формування Сонячної системи всюди було багато короткоживучих радіоактивних елементів. Через деякий час (1-2 мільйони років) вони розпалися. Тіла, що сформувалися рано, «відхопили» собі ці ізотопи, нагрілися і розплавилися. Тим же, що народилися пізніше, радіоактивних матеріалів не дісталося, і вони зберегли свою воду».

Джерело: http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7968/ - Журнал «Вокруг Света», січень 2013.

Переклад - Олекса Логойда

[ Зміст розділу "Планетарій" ]

Смотрите также [ Библиотека любителя астрономии ] - астрономические книги
Смотрите также [ Статьи по астрономии ] - астрономические рефераты
Смотрите также [ Планетарий ] - статьи на тему астрономии
Смотрите также [ Новости астрономии ]






Astronomical Portal
www.galactic.name

Copyright © 2007- 2020 - www.galactic.name

поддержи
наш сайт!