(4) Vesta

(4) Vesta
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(4) Vesta Ancien symbole de Vesta ou Ancien symbole de Vesta

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Vesta, vu par Dawn en orbite

Caractéristiques orbitales
Époque 10 avril 2007
(JJ 2454200.5)[1]
Demi-grand axe 353,343894×106 km[1]
(2,361956 ua)
Aphélie 384,920740×106 km[1]
(2,573034 ua)
Périhélie 321,767047×106 km
(2,150878 ua)
Excentricité 0,089366[1]
Période de révolution 1 325,886052 j[1]
(3,63 a)
Vitesse orbitale moyenne 19,34 km/s[réf. nécessaire]
Inclinaison 7,133798°[1]
Nœud ascendant 103,918380°[1]
Argument du périhélie 150,180148°[1]
Anomalie moyenne 341,592016°
Catégorie Ceinture d'astéroïdes
Caractéristiques physiques
Dimensions (560/544/454) ± 24 km[2]
Masse 2,7×1020 kg[3],[4]
Masse volumique (3 700 ± 300) kg/m3[4]
Gravité équatoriale à la surface 0,22 m/s2[5]
Vitesse de libération 0,35 km/s[5]
Période de rotation 0,2226 j[1]
(5,342 h)
Classification spectrale Astéroïde de type V[6]
Magnitude absolue 3,20[1]
Albédo 0,4228[1]
Découverte
Découvreur H. W. Olbers
Date 29 mars 1807

Vesta, également désigné par (4) Vesta, est un astéroïde de la ceinture d'astéroïdes. Il fut découvert le 29 mars 1807 par Heinrich Olbers, le quatrième astéroïde à l'avoir été, et porte le nom de la déesse romaine Vesta.

Avec un diamètre moyen d'environ 530 km, Vesta est le deuxième plus gros astéroïde de la ceinture (après Cérès) et contribue pour 9 % de la masse totale de celle-ci. Vesta a perdu environ 1 % de sa masse lors du choc avec un autre astéroïde, il y a moins d'un milliard d'années ; plusieurs des fragments résultants ont frappé la Terre sous forme de météorites, une source importante de connaissances sur la composition de l'astéroïde[7]. Vesta est également l'astéroïde le plus brillant, suffisamment pour être discernable à l'œil nu à certains moments.

Sommaire

Dénomination

Vesta est nommé d'après la déesse romaine Vesta, protectrice des foyers, et aurait été suggéré à Olbers par Gauss.

La désignation des astéroïdes implique de donner aux corps dont l'orbite est connue avec certitude un numéro définitif. À Vesta, en tant que quatrième membre découvert de la ceinture d'astéroïdes, fut rétrospectivement attribué le numéro 4[8]. Sa désignation scientifique officielle complète est donc (4) Vesta[9], ou éventuellement 4 Vesta.

Les premiers astéroïdes découverts possèdent un symbole astronomique et celui de Vesta est Ancien symbole de Vesta ou Ancien symbole de Vesta.

Caractéristiques physiques

Masse et dimensions

Vesta et Cérès comparés à la Lune.

Vesta est le deuxième astéroïde de la ceinture (après Cérès et avant Pallas) en termes de masse, avec 2,7×1020 kg[3]. Son volume semble similaire à celui de Pallas (aux marges d'erreur près), mais sa masse volumique est plus importante.

La forme de Vesta est proche de celle d'un ellipsoïde oblong en équilibre gravitationnel[2], mesurant presque 580 km dans sa plus grande longueur et 460 km dans sa plus petite, mais la concavité importante située à son pôle, ainsi que son piton central, n'ont pas permis de déterminer s'il est en équilibre hydrostatique, condition nécessaire pour le considérer comme planète naine.

Surface

Quelques caractéristiques de la surface de Vesta ont été résolues à l'aide du télescope spatial Hubble et de certains télescopes terrestres, comme les télescopes Keck.

Le cratère Rheasilvia

La caractéristique prééminente est un énorme cratère de 460 km de diamètre centré près du pôle sud de l'astéroïde[2], atteignant 80 % du diamètre de Vesta. L'équipe scientifique de la sonde spatiale Dawn l'a baptisé Rheasilvia, en l'honneur de Rhéa Silvia, mère de Romulus et Remus et célèbre vestale. Le plancher de ce cratère est situé à 13 km en dessous du terrain avoisinant et son bord entre 4 et 12 km au-dessus, pour une hauteur totale du cratère de 25 km. Un pic central s'élève à 18 km au-dessus du plancher du cratère. On estime que le choc responsable a excavé environ 1 % du volume total de Vesta et a probablement produit les astéroïdes de la famille de Vesta, ainsi que ceux de type V. Si c'est le cas, le fait que des fragments de 10 km de long ont survécu jusqu'à notre époque indique que le cratère est tout au plus vieux d'un milliard d'années[10]. Il serait également le site d'origine des météorites HED. En fait, tous les astéroïdes connus de type V ne regroupent qu'environ 6 % du volume éjecté, le reste étant constitué de petits fragments, éjectés par la lacune de Kirkwood 3:1 proche ou perturbés par l'effet Yarkovsky ou la pression de radiation solaire. Les analyses spectroscopiques des images d'Hubble[10] ont indiqué que le cratère a pénétré plusieurs couches de la croûte de Vesta, peut-être jusqu'au manteau, comme l'indique la signature spectrale de l'olivine. De façon intéressante, Vesta ne fut pas totalement fragmenté par un tel choc.

La surface de Vesta présente également plusieurs autres cratères d'environ 150 km de large et 7 km de profondeur. Une zone d'albédo sombre de 200 km de long a été nommée (de façon informelle) Olbers en hommage au découvreur de l'astéroïde ; cette région n'apparaît pas sur les cartes en altitude comme le ferait un cratère et sa nature est indéterminée, peut-être un ancien épanchement basaltique[11]. Elle sert de point de référence : le méridien origine, définissant la longitude 0°, passe en son centre.

Les hémisphères occidentaux et orientaux présentent des terrains nettement différents. Selon les analyses spectrales préliminaires des images d'Hubble[10], l'hémisphère oriental semble être constitué de régolithe ancien, de hauts-plateaux fortement cratérisés et à albédo élevé, avec des cratères pénétrant les couches plutoniques de la croûte. L'hémisphère occidental, quant à lui, présente de grandes régions constituées d'unités géologiques sombres dont on pense qu'il s'agit de basaltes, peut-être des analogues des maria lunaires.

  • Terrain ancien, très cratérisé

  • Le pôle Sud de Vesta, montrant l'extension du cratère Rheasilvia

Le « Bonhomme de neige »

« Bonhomme de neige », photographiés par Dawn en 2011, depuis une altitude de 5 200 km, en 2011
6 août 2011
Images détaillées de la formation


Zone équatoriale Sud

La région équatoriale Sud de Vesta est caractérisée par une série de sillons concentriques. Ils sont possiblement des fractures de compression provoquées au moment de l'impact qui a crée le cratère Rheasilvia.

La zone équatoriale Sud
Une vue détaillée de la même région

  • Diagramme des altitudes de Vesta, vu du sud-est, mettant en évidence le cratère à son pôle Sud. Déterminées par le télescope spatial Hubble en mai 1996.

  • Carte des altitudes de Vesta, déterminées par le télescope spatial Hubble en mai 1996.

Composition interne

Vesta possède une structure différenciée et serait constitué d'un noyau métallique de nickel et de fer, d'un manteau rocheux d'olivine et d'une croûte. Une chronologie possible est la suivante[12],[13],[14] :

  • Accrétion terminée après 2 à 3 millions d'années.
  • Fusion complète ou presque complète à la suite de la radioactivité de l'26Al, conduisant à la séparation du noyau métallique en 4 à 5 millions d'années.
  • Cristallisation progressive du manteau en fusion et en convection. La convection fut stoppée lorsqu'environ 80 % du matériau fut cristallisé, après 6 à 7 millions d'années.
  • Extrution du matériau fondu restant pour former la croûte, soit par laves basaltiques lors d'éruptions successives, soit lors de la formation d'un éphémère océan de magma.
  • Cristallisation des couches internes de la croûte pour former des roches plutoniques, tandis que les basaltes plus anciens subissent un métamorphisme à cause de la pression exercée par les nouvelles couches de surface.
  • Lent refroidissement de l'intérieur de l'astéroïde.

Vesta est le seul grand astéroïde connu à avoir été resurfacé de cette manière. Cependant, l'existence de météorites fers et achondrites sans objet parent identifié indique qu'il y a eu d'autres planétésimaux ayant subi une telle différenciation avant d'être brisés par des chocs avec d'autres astéroïdes.

La croûte de Vesta serait constituée ainsi, depuis la surface[15] :

Sur la base de la taille des astéroïdes de type V (supposés être des fragments de la croûte de Vesta, ejectés lors de chocs avec d'autres astéroïdes) et la profondeur du cratère polaire, la profondeur de la croûte est estimée à 10 km.

Orbite et rotation

Vesta orbite à l'intérieur de la ceinture d'astéroïdes principale, avec un demi-grand axe de 2,36 ua), sur une orbite très peu excentrique (0,089) et légèrement inclinée (7,13°).

La rotation de Vesta est relativement rapide pour un astéroïde (5,342 h) et dans le sens direct, son pôle Nord pointant vers l'ascension droite 20h 32m et la déclinaison 48°, avec une incertitude de 10°. Cela lui confère une inclinaison de son axe de 29°[2].

Fragments

Articles détaillés : Famille Vesta et Météorite HED.

Il semblerait que divers objets du système solaire soient des fragments de Vesta arrachés lors de collisions, comme les astéroïdes de la famille Vesta ou les météorites HED. Il a été établi que l'astéroïde de type V (1929) Kollaa possède une composition similaire à un amoncellement de météorites eucrites, indiquant une origine située loin à l'intérieur de la croûte de Vesta[7].

Puisque plusieurs météorites seraient des fragments de Vesta, cet astéroïde est l'un des cinq ou six objets du système solaire dont on possède un échantillon physique identifié, les autres étant Mars, la Lune, la comète Wild 2, l’astéroïde Itokawa et la Terre.

Visibilité

L'observation de Vesta
Vesta, observé à San Francisco le 15 juin 2007.
Magnitude de Vesta de 2007 à 2017, comparée à celle d'Uranus

Étant l'un des plus grands objets de la ceinture d'astéroïdes et possédant une surface inhabituellement brillante, Vesta est l'astéroïde le plus brillant et est parfois visible à l'œil nu sur Terre depuis des endroits dénués de pollution lumineuse. En mai et juin 2007, Vesta atteint la magnitude apparente +5,4, la plus brillante depuis 1989[16]. À cette époque, l'opposition et le périhélie n'étaient séparés que de quelques semaines.

Lors d'oppositions moins favorables, Vesta atteint tout de même la magnitude +7,0 ; en conjonction, sa magnitude tourne autour de +8,5. Ainsi, depuis une région sans pollution lumineuse, Vesta est constamment observable avec des jumelles[17].

En décembre 2008, Vesta passe à moins de 1° à l'ouest (à gauche) d'Alpha Piscium. Affichant une magnitude de +6.5, il est facilement localisable avec une lunette de 60mm avec un grossissement de 30 à 50 fois.

La position de Vesta l'amène épisodiquement à être plus brillante qu'Uranus (en tirets sur la courbe ci-contre). Les prochaines oppositions passant sous la magnitude 6 auront lieu en avril 2014, juin-juillet 2018 et août 2022.

Historique

Découverte

Vesta fut découverte le 29 mars 1807 par l'astronome allemand Heinrich Olbers, qui avait également découvert Pallas en 1802. Vesta était le quatrième astéroïde à avoir été observé, après Cérès en 1801, Pallas en 1802 et Junon en 1803.

Après la découverte de Vesta, aucun autre astéroïde ne fut découvert pendant 38 ans jusqu'à la découverte d'Astrée en 1845. Pendant cette période, les quatre astéroïdes furent considérés comme des planètes et chacun possédait son propre symbole planétaire. Vesta était normalement représenté par un foyer stylisé (Vesta symbol.svg) ; d'autres symboles employés furent _et_4 Vesta (0).png et Simbolo di Vesta.svg. Tous sont des simplifications du symbole original 4 Vesta Unsimplified Symbol.svg[18].

Exploration

La première mission spatiale dédiée à Vesta est la sonde Dawn de la NASA. Lancée le 17 septembre 2007, elle s'est placée en orbite autour de Vesta le 16 juillet 2011 et devrait en repartir en juillet 2012 pour se diriger vers Cérès[19]. Sa mission sera probablement étendue par la suite pour poursuivre son exploration de la ceinture d'astéroïdes, suivant le combustible qu'il lui restera. Dawn, après la sonde Near-Shoemaker autour de l'astéroïde (433) Eros est la deuxième sonde spatiale à entrer en orbite autour d'un astéroïde et devrait être la première à en repartir. Le samedi 16 juillet 2011 Dawn a transmis un signal à un laboratoire de la NASA situé à Pasadena en Californie, le Jet Propulsion Laboratory (JPL), confirmant qu'elle était dans l'orbite de Vesta, à environ 188 millions de kilomètres de la Terre. Depuis, la sonde s'est positionnée sur l'orbite qu'elle visait et s'est satellisée pour étudier de près sa cible[20] puis elle repartira vers son nouvel objectif Cérès...

Notes et références

  1. ↑ a, b, c, d, e, f, g, h, i, j et k 4 Vesta, JPL Small-Body Database Browser. Consulté le 18/12/2007
  2. ↑ a, b, c et d (en) Thomas, Peter C.; Binzel, Richard P.; Gaffey, Michael J.; Zellner, Benjamin H.; Storrs, Alex D.; Wells, Eddie, « Vesta: Spin Pole, Size, and Shape from HST Images », dans Icarus, vol. 128, no 1, 07/1997, p. 88-94 [résumé, lien DOI] 
  3. ↑ a et b (en) Pitjeva, E. V., « Estimations of masses of the largest asteroids and the main asteroid belt from ranging to planets, Mars orbiters and landers », dans COSPAR Scientific Assembly, vol. 35, 2004, p. 2014 [résumé] 
  4. ↑ a et b (en) Michalak, G., « Determination of asteroid masses --- I. (1) Ceres, (2) Pallas and (4) Vesta », dans Astronomy and Astrophysics, vol. 360, 08/2000, p. 363-374 [résumé] 
  5. ↑ a et b Donnée calculée à partir des paramètres connus.
  6. ↑ Asteroid Taxonomy, NASA - Planetary Data System. Consulté le 18/12/2007
  7. ↑ a et b (en) Kelley, Michael S.; Vilas, Faith; Gaffey, Michael J.; Abell, Paul A., « Quantified mineralogical evidence for a common origin of 1929 Kollaa with 4 Vesta and the HED meteorites », dans Icarus, vol. 165, no 1, 09/2003, p. 215 [résumé, lien DOI] 
  8. ↑ J. L. Hilton, « Discovery of the Asteroids », U.S. Naval Observatory. Consulté le 18/12/2007
  9. ↑ (4) Vesta, Minor Planet Center. Consulté le 18/12/2007
  10. ↑ a, b et c (en) Binzel, Richard P.; Gaffey, Michael J.; Thomas, Peter C.; Zellner, Benjamin H.; Storrs, Alex D.; Wells, Eddie N., « Geologic Mapping of Vesta from 1994 Hubble Space Telescope Images », dans Icarus, vol. 128, no 1, 07/1997, p. 95 [résumé, lien DOI] 
  11. ↑ (en) Zellner, Benjamin H.; Albrecht, Rudolph; Binzel, Richard P.; Gaffey, Michael J.; Thomas, Peter C.; Storrs, Alex D.; Wells, Eddie N., « Hubble Space Telescope Images of Asteroid Vesta in 1994 », dans Icarus, vol. 128, no 1, 07/1997, p. 83 [résumé, lien DOI] 
  12. ↑ (en) Ghosh, Amitabha; McSween, Harry Y., « A Thermal Model for the Differentiation of Asteroid 4 Vesta, Based on Radiogenic Heating », dans Icarus, vol. 134, no 2, 08/1998, p. 187-206 [résumé, lien DOI] 
  13. ↑ (en) Righter, Kevin; Drake, Michael J., « A magma ocean on Vesta: Core formation and petrogenesis of eucrites and diogenites », dans Meteoritics & Planetary Science, vol. 32, no 6, 11/1997, p. 929-944 [résumé] 
  14. ↑ (en) Drake, Michael J., « The eucrite/Vesta story », dans Meteoritics & Planetary Science, vol. 36, no 4, 04/2001, p. 501-513 [résumé] 
  15. ↑ (en) Takeda, Hiroshi, « Mineralogical records of early planetary processes on the HED parent body with reference to Vesta », dans Meteoritics & Planetary Science, vol. 32, no 6, 11/1997, p. 841-853 [résumé] 
  16. ↑ Bryant, Greg, « See Vesta at Its Brightest! », Sky & Telescope. Consulté le 18/12/2007
  17. ↑ Andrew James, « Vesta » sur Southern Astronomical Delights. Consulté le 27/04/2009
  18. ↑ (en) Gould, B. A., « On the symbolic notation of the asteroids », dans Astronomical Journal, vol. 2, no 34, 01/1852, p. 80 [résumé, lien DOI] 
  19. ↑ Dawn, The Planetary Society. Consulté le 18/12/2007
  20. ↑ Le détail de la mission de Dawn, NASA

Voir aussi

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Articles connexes

Liens externes

v · (3) Junon — Astéroïde en cours : (4) Vesta — Astéroïde suivant : (5) Astrée


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