灶神星:修订间差异

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2011年6月5日 (日) 03:25的版本

4 Vesta
哈勃太空望遠鏡WFPC2)於2007年5月拍攝的灶神星。
发现
發現者海因里希·奧伯斯
發現日期1807年3月29日
編號
命名依據維斯塔
小行星分類主帶灶神星族)
形容詞Vestian
軌道參數[2]
曆元 2008年5月14日(JD 2454600.5)
遠日點384.72 Gm (2.572 AU)
近日點321.82 Gm (2.151 AU)
半長軸353.268 Gm (2.361 AU)
離心率0.089 17
軌道週期1325.15 d (3.63 a)
平均軌道速度19.34 km/s
平近點角90.53°
軌道傾角7.135° to Ecliptic
5.56° to Invariable plane[1]
升交點黃經103.91°
近日點參數149.83°
物理特徵
大小578×560×458 km[3]
529 km (mean)
質量(2.67 ± 0.02)×1020 kg[4]
平均密度3.42 g/cm³[4]
表面重力0.22 m/s2
0.022 g
0.35 km/s
自轉週期0.222 6 d (5.342 h)[2][5]
反照率0.423 (geometric)[6]
溫度min: 85 K (−188 °C)
max: 255 K (−18 °C)[7]
光譜類型V-型小行星[2][8]
視星等5.1[9] to 8.48
絕對星等(H)3.20[2][6]
角直徑0.64" to 0.20"
大小的比較:最大的10顆小行星與月球的輪廓圖,灶神星是由左數第四顆

灶神星(4 Vesta)是第四顆被發現的小行星,也是小行星帶質量最高的天體之一,灶神星的直徑約為483公里,質量估計達到所有小行星帶天體的9%。同時,灶神星的表面比不少小行星光亮,成為唯一一顆可在地球上可以肉眼看到的小行星。

發現

灶神星是被德國天文學家奧伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)在1807年3月29日發現的。他接受傑出數學家高斯的建議,以羅馬神話的家庭與壁爐的女神维斯塔來命名,中國翻譯為灶神星。

1807年發現灶神星之後,長達37年的時間中未再發現其他的小行星。在這段期間,只有四顆小行星為人所知,因此她們有自己的標誌(符號),灶神星的標誌具有壁爐邊的風格(參見頂端的表格)。

符號

當用符號來標示時,灶神星通常是使用,但是有時會使用Old symbol of Vesta或是Old planetary symbol of Vesta。所有這些符號都簡化自最原始的[10]

物理性質

灶神星是第三大的小行星,並且是在2.5天文單位的柯克伍德空隙內側最大的小行星。他的體積與2智神星持平。

灶神星的形狀似乎已經受到重力的影響是扁圓球體[11]但是大的凹陷和突出使他在國際天文聯合會第26屆的大會中被斷然的排除在行星之外。因此,灶神星將繼續歸類為小行星,仍屬於太陽系內的小天體。

對小行星而言,他的自轉(5.342小時)是比較快的,方向是順行,北極點指向赤經20h32m,赤緯+48°,誤差(不確定值)約10°,轉軸傾角29°。[11]

對表面溫度的估計是當日正當中時是-20;在冬天,極點的溫度低至-190℃,正常的白天與夜晚的溫度各為-60℃和-130℃。以上的估計是在1996年5月6日,當灶神星非常接近近日點的時候完成的,細節則會隨著季節有些許的變化。[12]

地質

科學家有大量有力的樣品可以研究灶神星,有超過200顆以上的HED隕石可以用於洞察灶神星的地質歷史和結構。

灶神星被認為有以為主的金屬核心,外面包覆著以橄欖石為主的地幔和岩石的地殼。是最早出現的富含鈣鋁(大約在45億6千7百萬年前,太陽系內最早凝固的物質),可能的時間排序如下:[13][14][15]

  • 大約以2~3百萬年累積完成。
  • 因為放射性衰變,所有的或是絕大部分的26,經歷4~5百萬年,逐漸分離與沉降至核心。
  • 地幔對流作用,造成熔解與進一步的結晶作用,經歷約6~7百萬年,當80%的物質結晶之後,對流停止。
  • 剩餘的熔融物質經由噴發,或是經由熔岩噴發成為玄武岩,或是短暫的形成岩漿的海洋,形成地殼
  • 地殼的較深層因為結晶形成火成岩,更老的玄武岩因為來自新增表層的壓力成為變質岩
  • 內部緩慢的冷卻。
依據1966年5月哈柏太空望遠鏡的圖像,從東南方向看的(4)灶神星等高線圖,顯示出南極的坑穴。

灶神星是唯一原封不動的更新過表面,並且是唯一經歷行星分化的小行星。但是,現有的鐵隕石無球粒隕石未能在母體上被確認。在隕石的分類中,是在星子煉獄的歷史過程中,經由撞擊產生的碎片。 灶神星的外殼被認為有下列的層次(依照深度排序):[16]

依據V-型小行星的大小(經由大撞擊期間被拋出的灶神星外殼碎片),與南極坑穴的深度(見下文)估計,外殼厚度大約是10公里。

表面特徵

依據1966年5月哈柏太空望遠鏡的觀測繪製的(4)灶神星等高線圖。

使用哈柏太空望遠鏡和地基的望遠鏡,例如凱克望遠鏡,一些灶神星的表面特徵已經被辨認出來。

最明顯的特徵是在鄰近南極點有一個巨大的,直徑460公里的火山口[11],他的寬度達到灶神星直徑的80%,坑穴底部的深度達到13公里,外緣比周圍的地形高出4~12公里,總高低差達到25公里,中心有一座18公里高的山峰突起。估計這次撞擊大約將灶神星體積的1%拋出,灶神星族V-型小行星就是由這次撞擊產生的。如果真是這樣,那麼在轟擊下殘留的灶神星族V-型小行星仍有10公里大小的碎片,顯示撞擊發生在10億年內較為年輕的年代。[17]他也是HED隕石的來源,事實上,所有已知的V-型小行星的體積加總起來只有拋射出體積的6%,推測其他的碎片不是體積太小,就是進入了接近3:1的柯克伍德空隙,由於雅爾可夫斯基效應的攝動或輻射壓力而被拋離。使用光譜儀分析哈柏太空望遠鏡的影像[17]顯示坑穴已經擊穿並顯露出數層明顯的地殼,甚至已經深達地函,因為在光譜中出現了橄欖石的光譜特徵。有趣的是,灶神星沒有因為巨大的撞擊打亂了更新過的層次。

來自1994年哈柏太空望遠鏡觀測的(4)灶神星光譜和反射圖。

還有幾個大的隕石坑,直徑約在150公里,深度7公里,也被觀察到。一個寬達200公里反照率黑暗的區域已經被命名為奧伯斯,以尊崇灶神星的發現者。但在等高線圖中並未顯示出奧伯斯,因此他是個新生成的坑穴,還是古老的玄武岩表面,目前尚無從得知。[18]他被選定為經度0°的參考點,定義上的本初子午線就穿過它的中心。

東半球和西半球顯示出明顯不同的地形,對哈柏太空望遠鏡影像的初步光譜分析,[17]東半球顯示有幾種高反照率的地區,伴隨著老年風化層的沉重坑穴高地地形,和深度足以探測火成岩地層的坑穴。另一方面,西半球的大片地區由被認為是玄武岩的黑暗地質組織佔據的表面,或許類似於月海

碎片

與地球的月球並列的(4)灶神星 和 (1) 穀神星

太陽系內許多種的小天體被認為是灶神星被撞擊後產生的碎片,灶神星族的小行星和HED隕石就是例子。屬於V-型小行星1929 Kollaa已經被確認有和鈣長輝長無粒隕石類似的成分堆積著,顯示他的來源是灶神星地殼的深處。[19]

因為有些隕石相信是來自灶神星的碎片,灶神星也就成為太陽系中五個有樣本可供研究的天體。其餘的是火星月球、81P/威爾德二號彗星地球本身。

探測

NASA的黎明號曙光計畫將是前往灶神星探測的第一個計畫,預計在2011-2012年間進入軌道環繞6個月。


2005至2021年灶神星視運動狀況

留,逆行 衝日時
地心距離(AU)
最大亮度
(mag)
留,順行 合日
2005年11月19日 2006年1月6日 1.55042 6.2 2006年2月23日 2005年5月11日
2007年4月19日 2007年5月31日 1.14003 5.4 2007年6月15日 2006年9月11日
2008年9月13日 2008年10月30日 1.54136 6.5 2008年12月20日 2008年2月21日
2010年1月8日 2010年2月18日 1.40719 6.1 2010年4月8日 2009年6月22日
2011年6月26日 2011年8月6日 1.22987 5.6 2011年9月19日 2010年11月11日
2012年10月21日 2012年12月9日 1.58942 6.4 2013年1月28日 2012年4月10日
2014年3月7日 2014年4月15日 1.21837 5.7 2014年6月3日 2013年8月7日
2015年8月16日 2015年9月30日 1.43731 6.2 2015年11月19日 2015年1月13日
2016年12月3日 2017年1月19日 1.51465 6.2 2017年3月8日 2016年5月24日
2018年5月11日 2018年6月22日 1.14132 5.3 2018年8月4日 2017年9月29日
2019年9月26日 2019年11月13日 1.57063 6.5 2020年1月3日 2019年3月9日
2021年1月25日 2021年3月6日 1.34751 6.0 2021年4月24日 2020年7月6日

參考

  1. ^ The MeanPlane (Invariable plane) of the Solar System passing through the barycenter. 2009-04-03 [2009-04-10].  (produced with Solex 10 written by Aldo Vitagliano; see also Invariable plane)
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 JPL Small-Body Database Browser: 4 Vesta. [2008-06-01]. 
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外部鏈結

前一小行星:
(3)婚神星
小行星列表 後一小行星:
(5)義神星

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