253 Mathilde — najväčší preskúmaný asteroid typu C, navštívený sondou NEAR

253 Mathilde — najväčší preskúmaný asteroid typu C, tmavý uhlíkatý svet s obrovskými krátermi, preskúmaný sondou NEAR Shoemaker v júni 1997.

253 Mathilde je asteroid hlavného pásu, ktorý objavil Johann Palisa v roku 1885. Má pomerne eliptickú dráhu, ktorá trvá viac ako štyri roky, kým obehne okolo Slnka. Táto planétka má nezvyčajne pomalú rýchlosť rotácie, keď jej trvá 17,4 dňa, kým dokončí 360° otáčku okolo svojej osi. Je to primitívny asteroid typu C, čo znamená, že na jeho povrchu je veľa uhlíka; vďaka tomu má tmavý povrch, ktorý odráža len 4 % svetla, ktoré naň dopadá.

Tento asteroid navštívila sonda NEAR Shoemaker v júni 1997 na ceste k asteroidu 433 Eros. Sonda odfotografovala jednu stranu asteroidu a našla na nej množstvo veľkých kráterov, ktoré na povrchu vyhĺbili priehlbiny. V súčasnosti je to najväčší asteroid, ktorý navštívila sonda, a prvý takto preskúmaný asteroid typu C.

Základné vlastnosti

• Veľkosť: Mathilde je relatívne veľký objekt medzi astroidami typu C; jej priemer sa odhaduje na približne 50 km (poradie presnejších rozmerov závisí od meraní a interpretácií tvaru).
• Povrch a albedo: Povrch je veľmi tmavý s nízkym geometrickým albedom okolo 0,04, čo je typické pre uhlíkaté (karbonátne) telesá obsahujúce organické látky a tmavé minerály.
• Skladba: Spektrálne znaky zodpovedajú primitívnym uhlíkatým kondritom – prítomné môžu byť vo vode viazané minerály, organické zlúčeniny a tmavé uhlíkaté materiály.
• Hustota a vnútorná štruktúra: Merania naznačujú relatívne nízku hustotu, čo poukazuje na vysokú pórovitosť (uvoľnenú, „rubble‑pile“ štruktúru). To znamená, že objekt nemusí byť pevnou horninou, ale skôr zhlukom kameňov a prachu držiacich sa gravitačne.
• Rotácia: Extrémne pomalá rotácia (17,4 dňa) je medzi asteroidmi nezvyčajná; jej príčiny môžu súvisieť s históriou zrážok alebo s vplyvmi vonkajších síl ako napr. účinky tepelných síl (YORP efekt má pri tak veľkých objektoch menší vplyv).

Prieskum sondou NEAR Shoemaker

Sonda NEAR Shoemaker preletela pri Mathilde v júni 1997 a zhotovila snímky a spektrálne merania jednej hemisféry. Počas priblíženia (vo vzdialenosti rádu tisícok kilometrov – približne 1 200 km) poskytla cenné údaje o tvare, povrchových tvárnach a odrazových vlastnostiach.

• Snímky ukázali množstvo veľmi veľkých kráterov, niektoré dosahujúce desiatky kilometrov v priemere. Takéto krátery poukazujú na históriu silných nárazov, ktorým objekt podstúpil.
• Údaje podporili obraz veľmi porézneho telesa pokrytého regolitovým materiálom a niekoľkými väčšími balvanmi.
• NEAR týmto preletom urobil z Mathilde najväčší doteraz priamo preskúmaný asteroid typu C, čo prinieslo prvé „zblízka“ informácie o tejto triede primitívnych planétok.

Význam a interpretácie

• Preskúmanie Mathilde poskytlo dôležité informácie o stave a zložení primitívnych telies v hlavnom páse asteroidov, ktoré sú považované za relikty raného slnečného systému.
• Nízka hustota a vysoká pórovitosť naznačujú, že takéto telesá môžu byť schopné prežiť silné zrážky bez úplného rozpadnutia, čo má význam pre modely vzniku a vývoja asteroidov.
• Prítomnosť tmavých, uhlíkatých materiálov a možných vodných fáz robí z Mathilde cieľ relevantný pri štúdiu prenosu organických látok a vody do vnútorných častí slnečnej sústavy v ranej fáze jej vývoja.

Čo ďalej

Aj keď NEAR poskytla prvý detailný pohľad, mnohé otázky zostávajú otvorené: presná vnútorná štruktúra, zloženie v podrobnej chemickej škále a mechanizmy vzniku extrémne veľkých kráterov na relatívne poréznom tele. Ďalšie pozorovania z družíc, pozemné spektroskopické merania a budúce misie zamerané na vzorky z uhlíkatých asteroidov pomôžu lepšie pochopiť Mathilde a podobné objekty.

Popis

253 Mathilde je veľmi tmavá. Na asteroide sa nachádza množstvo veľmi veľkých kráterov, pričom jednotlivé krátery sú pomenované podľa uhoľných polí a panví po celom svete. Dva najväčšie krátery, Ishikari (29,3 km) a Karoo (33,4 km), sú rovnako široké ako priemerný polomer asteroidu. Zdá sa, že nárazy odpálili z asteroidu veľké objemy, ako naznačujú hranaté okraje kráterov.

Hustota nameraná prístrojom NEAR Shoemaker, 1 300 kg/m³, je menej ako polovica hustoty bežného uhlíkatého chondritu; to môže naznačovať, že asteroid je veľmi voľne uložená hromada trosiek (asteroid, ktorý bol rozbitý pri zrážke a gravitácia ho opäť stiahla dohromady). To isté platí aj o niekoľkých asteroidoch typu C, ktoré skúmali pozemné teleskopy so systémami adaptívnej optiky (45 Eugenia, 90 Antiope, 87 Sylvia a 121 Hermione). Až 50 % objemu vo vnútri 253 Mathilde má otvorený priestor. Existencia 20 km dlhého škrapu však môže naznačovať, že asteroid má určitú štrukturálnu pevnosť, takže by mohol obsahovať nejaké veľké vnútorné komponenty. Nízka vnútorná hustota je neefektívnym prenášačom nárazových rázov cez asteroid, čo tiež pomáha zachovať povrchové prvky vo vysokej miere.

Obežná dráha Mathildy je excentrická a vedie ju do vzdialenejších častí hlavného pásu. Napriek tomu sa jej dráha nachádza medzi dráhami Marsu a Jupitera; nekrižuje dráhy planét. Má tiež jednu z najpomalších periód rotácie spomedzi známych asteroidov - väčšina asteroidov má periódu rotácie v rozmedzí 2 - 24 hodín. Kvôli pomalej rýchlosti rotácie bol NEAR Shoemaker schopný odfotografovať len 60 % povrchu asteroidu. Pomalú rýchlosť rotácie možno vysvetľoval mesiac obiehajúci okolo asteroidu, ale prehľadávanie snímok z NEAR neodhalilo žiadny mesiac s priemerom väčším ako 10 km až po 20-násobok polomeru 253 Mathilde.

Jeden z veľkých kráterov na 253 Mathilde. Obrázok NASA.

Otázky a odpovede

Otázka: Kto a kedy objavil asteroid 253 Mathilde?

Otázka: Aká je dráha asteroidu 253 Mathilde?

Otázka: Aká je rýchlosť rotácie asteroidu 253 Mathilde?

Otázka: Aký typ asteroidu je asteroid 253 Mathilde?

Otázka: Ktoré vesmírne sondy navštívili asteroid 253 Mathilde a kedy?

Otázka: Čo zistila sonda NEAR Shoemaker počas návštevy asteroidu 253 Mathilde?

Otázka: Aký význam má asteroid 253 Mathilde z hľadiska výskumu vesmíru?

Hľadajte podľa písmena