(4) Vesta

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Asteroid
(4) Vesta Symbol von Vesta
Aufnahme des Asteroiden Vesta durch die Raumsonde Dawn (17. Juli 2011)
Aufnahme des Asteroiden Vesta durch die Raumsonde Dawn (17. Juli 2011)
Eigenschaften des Orbits (Animation)
Epoche: 30. September 2012 (JD 2.456.200,5)
Orbittyp Hauptgürtelasteroid
Asteroidenfamilie Vesta-Familie
Große Halbachse 2,3619 AE
Exzentrizität 0,0886
Perihel – Aphel 2,1526 AE – 2,5712 AE
Neigung der Bahnebene 7,1341°
Länge des aufsteigenden Knotens 103,91°
Argument der Periapsis 149,8374°
Siderische Umlaufzeit 3 a 230 d
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit 19,34 km/s
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Durchmesser 573 × 557 × 446 km
Masse (2,5908 ± 0,00001) · 1020 kg
Albedo 0,4228
Mittlere Dichte 3,456 g/cm³
Rotationsperiode 5,342 h
Absolute Helligkeit 3,20 mag
Spektralklasse V
Geschichte
Entdecker H. Olbers
Datum der Entdeckung 29. März 1807
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Vesta oder – in der Nomenklatur für Asteroiden(4) Vesta ist mit zirka 516 km mittlerem Durchmesser der zweitgrößte Asteroid und drittgrößte Himmelskörper im Asteroiden-Hauptgürtel. An Masse wird sie nur vom Zwergplaneten (1) Ceres übertroffen.

Entdeckung[Bearbeiten]

Vesta wurde am 29. März 1807 von Heinrich Wilhelm Olbers in Bremen als vierter Asteroid entdeckt. Nachdem Olbers 1802 bereits Pallas entdeckt und benannt hatte, übertrug er das Recht der Benennung diesmal an Carl Friedrich Gauß, der mit seiner neuen Methode der Bahnbestimmung entscheidend zur Sicherung der neu entdeckten Asteroiden beigetragen hatte. Gauß benannte den Himmelskörper nach Vesta, der römischen Göttin von Heim und Herd und Schwester von Ceres.[1]

Wie der 1801 entdeckte Zwergplanet Ceres und die 1802 sowie 1804 entdeckten Asteroiden Pallas und Juno wurde zunächst auch Vesta als Planet bezeichnet. Da bis zur Entdeckung von Astraea noch mehr als 38 Jahre vergehen sollten, änderte sich daran zunächst auch nichts. Erst als nach etwa 1850 die Zahl der zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter gefundenen Himmelskörper rasch anstieg, setzen sich für diese Objekte die Bezeichnungen „Kleine Planeten“, „Kleinplaneten“, „Planetoiden“ oder „Asteroiden“ durch.

Umlaufbahn[Bearbeiten]

Vesta bewegt sich zwischen 2,15 AE (Perihel) und 2,57 AE (Aphel) in 3,63 Jahren um die Sonne. Ihre Umlaufbahn ist 7,1° gegen die Ekliptik geneigt, die Bahnexzentrizität beträgt 0,089. Ihre Bahn liegt also im inneren Asteroidengürtel.

Die synodische Periode von Vesta liegt bei 504 Tagen.

Beschaffenheit[Bearbeiten]

Animation von Vesta

Größe und Helligkeit[Bearbeiten]

Die Form von Vesta entspricht einem triaxialen Ellipsoid mit den Radien 280 km, 272 km und 227 km (± 12 km).[2] Für die Masse wurde ein Wert von 1,36 (± 0,05) × 10−10 Sonnenmassen (2,71 × 1020 kg) und eine mittlere Dichte von 3,7 (± 0,3) g/cm 3 publiziert.[3] Die Rotationsperiode des Asteroiden beträgt etwa 5,3 Stunden.

Vesta besitzt im Vergleich zu anderen Asteroiden eine relativ helle Oberfläche mit einer Albedo von 0,42. Während der Opposition ist sie zwischen 1,14 AE und 1,59 AE von der Erde entfernt und erreicht eine scheinbare Helligkeit von bis zu 5,2mag. Sie ist damit der hellste Asteroid am Nachthimmel und kann bei dunklem Himmel ohne Lichtverschmutzung gerade noch mit bloßem Auge gesehen werden.

Zusammensetzung und Oberfläche[Bearbeiten]

Vesta ist ein differenzierter Asteroid mit einer basaltischen Kruste, ultramafischem Mantelgestein und, wie man aus der mittleren Dichte schließen kann, einem Eisen-Nickel-Kern. Vesta hat somit einen ähnlichen Aufbau wie die terrestrischen Planeten und unterscheidet sich dadurch von allen anderen Asteroiden im Hauptgürtel.[4] Die auf der Erde gefundenen Eisenmeteoriten lassen allerdings den Schluss zu, dass es in der Frühzeit des Sonnensystems weitere differenzierte Planetesimale gegeben haben muss, die offenbar durch Kollisionen zerstört wurden, denn die Eisenmeteoriten werden als Bruchstücke der metallischen Kerne dieser Objekte gedeutet.

Farbkodierte Höhenkarte von Vesta

Auch Vesta muss schwere Kollisionen mit anderen massereichen Körpern erlitten haben. So ist auf Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops neben mehreren Einschlagkratern mit Durchmessern bis zu 150 km ein herausragend großer Krater mit einem Durchmesser von ca. 450 km zu erkennen. Dieser Krater hat eine Tiefe von 8 km (in der nebenstehenden Abbildung blau kodiert), seine Wälle sind zusätzlich zwischen 8 km und 14 km hoch, und in seiner Mitte ragt ein Zentralberg 13 km hoch auf (in der Abbildung rot).[5]

Oberflächenkarte und geologische Karte von Vesta

Mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskopes konnte nicht nur die Form und Größe von Vesta bestimmt werden, sondern es konnten auch helle und dunkle Regionen auf der Oberfläche erkannt werden, sogar eine geologische Karte konnte erstellt werden. Die Oberfläche scheint vollständig aus magmatischen Gesteinen zu bestehen. Die in der geologischen Karte grün dargestellten Regionen werden als zu Basalt erstarrte Lavaflüsse interpretiert und stellen somit Überreste der ursprünglichen Oberfläche von Vesta dar. Die rötlich kodierten Gebiete bestehen vermutlich aus Intrusivgesteinen, die zunächst unter der Oberfläche abkühlten, später aber durch Einschläge freigelegt wurden.[6]

Die geologische Aktivität von Vesta geht vermutlich auf die beim radioaktiven Zerfall des Aluminium-Isotopes 26Al freigesetzte Wärme zurück und dürfte bereits vor etwa 4,4 Milliarden Jahren, also relativ kurz nach der Entstehung des Sonnensystems vor etwa 4,55 Milliarden Jahren, wieder zum Erliegen gekommen sein.

Spektroskopische Beobachtungen am Mauna-Kea-Observatorium haben gezeigt, dass auf der Oberfläche von Vesta auch geringe Mengen von wasser- oder hydroxidhaltigen Mineralien existieren. Man geht davon aus, dass dieses Material nach dem Abkühlen des Asteroiden beim Einschlag von Kometen oder kohligen Chondriten aufgebracht wurde.[7]

Meteoriten und Vestoiden[Bearbeiten]

Der Millbillillie-Meteorit: Ein Eukrit, dessen Ursprung auf Vesta vermutet wird.

Vermutlich ist Vesta auch der Mutterkörper der Meteoriten der HED-Gruppe (Howardite, Eukrite, Diogenite), welche eine Untergruppe der Achondrite bilden und die irdischen magmatischen Gesteinen ähnlich sind. Die Verbindung zwischen den HED-Meteoriten und Vesta wurde hergestellt, weil sich die Spektren dieser Meteoriten und des Asteroiden gleichen. Gestützt wird diese Zuordnung durch die Tatsache, dass alle untersuchten HED-Meteoriten ein Alter von 4,4 bis 4,5 Milliarden Jahren aufweisen. Der Mutterkörper dieser Meteoriten kühlte also nach der Entstehung des Sonnensystems rasch ab, was auf einen relativ kleinen Himmelskörper hindeutet und eine Herkunft von größeren Monden oder Planeten ausschließt.[8]

Mit Vesta werden auch die Vestoiden in Verbindung gebracht, eine Klasse von kleineren Asteroiden, welche ebenfalls spektrale Ähnlichkeiten mit Vesta aufweisen und möglicherweise von dieser weggeschlagen wurden. Vermutlich wurden die Vestoiden vor weniger als einer Milliarde Jahren bei jenem Einschlag aus der Kruste von Vesta herausgeschlagen, der den oben beschriebenen großen Krater geformt hat.[9] Die Verteilung der Vestoiden erstreckt sich von der Umlaufbahn von Vesta bis hin zu Regionen im Asteroidengürtel, die Störungen durch den Planeten Jupiter unterliegen. So könnten Bruchstücke von Vesta zu Erdbahnkreuzern werden, und auch HED-Meteoriten könnten so in die Nähe der Erde gebracht worden sein. Ob sie direkt von Vesta stammen oder indirekt über einen Vestoiden, ist bisher aber noch unklar.[10]

Erforschung durch die Raumsonde Dawn[Bearbeiten]

Vesta war das erste Ziel der Raumsonde Dawn, die am 27. September 2007 gestartet wurde. Am 15. Juli 2011 schwenkte die Sonde in eine Umlaufbahn um Vesta ein.[11] Aus Bildern, die zwischen Juli und August 2011 während der Annäherung sowie aus einer Höhe von 2700 km gemacht wurden, erstellte die Arbeitsgruppe um Ralf Jaumann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein 3D-Video.[12][11] Während des virtuellen Überflugs ist am Südpol ein Berg von etwa 25 km Höhe zu sehen, der damit fast dreimal so hoch wie der Mount Everest ist. Dawn erkundete den Planetoiden bis zum 5. September 2012 und fliegt seitdem zu Ceres weiter, die sie Anfang 2015 erreichen soll.[13][14][15] Man verspricht sich von dieser Mission, Vesta und ihre Beziehung zu den Meteoriten besser charakterisieren zu können. Auch ein Vergleich von Vesta mit den kohlenstoffhaltigen Asteroiden im äußeren Asteroidengürtel, die durch den Zwergplaneten Ceres repräsentiert werden, wird möglich sein.

Nomenklatur[Bearbeiten]

Nach IAU-Nomenklatur werden Strukturen auf Vesta wie folgt benannt:[16]

  • Krater werden nach historischen Namen benannt, die in Verbindung zur Göttin Vesta standen, und nach berühmten Römerinnen.
  • Regionen werden nach dem Entdecker von Vesta benannt und nach Wissenschaftlern, die an der Erforschung von Vesta beteiligt waren.
  • Andere Strukturen werden nach Orten benannt, die mit vestalischen Jungfrauen in Verbindung stehen.

Am 30. September 2011 erkannte die IAU erstmals die Benennung von 14 Kratern und einem Tholus an.[17] Die benannten Strukturen haben Durchmesser zwischen 0,7 (Claudia) und 500 km (Rheasilvia).

Sichtbarkeit[Bearbeiten]

Hauptartikel: Vestapositionen bis 2017

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Lutz D. Schmadel: Dictionary of Minor Planet Names. 5. Auflage, Springer, Berlin/ Heidelberg/ New York/ u.a. 2003, ISBN 3-540-00238-3
  2. P. C. Thomas, R. P. Binzel, M. J. Gaffey, B. H. Zellner, A. D. Storrs, E. Wells: Vesta: Spin Pole, Size, and Shape from HST Images in Icarus, Vol. 128, Issue 1, Seiten 88-94 (07/1997) doi:10.1006/icar.1997.5736
  3. G. Michalak: Determination of asteroid masses - I. (1) Ceres, (2) Pallas and (4) Vesta in Astronomy and Astrophysics, Vol. 360, Seiten 363-374 (08/2000), aa.springer.de: Astron. Astrophys. 360, 363-374 (2000), Zugriff am 19. Juni 2010
  4. K.Keil, Geological History of Asteroid 4 Vesta: The “Smallest Terrestrial Planet” in Asteroids III, William Bottke, Alberto Cellino, Paolo Paolicchi, und Richard P. Binzel, (Editoren), Univ. of Arizona Press (2002), ISBN 0-8165-2281-2
  5. R.P. Binzel, M. J. Gaffey, P. C. Thomas, B. H. Zellner, A. D. Storrs, E. N. Wells: Vesta: Impact Crater Topography from Hubble Space Telescope WFPC2 Images in Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 29, Seite 973 (American Astronomical Society, DPS meeting #29, 1997) lpi.usra.edu: Vesta: Impact Crater Topography from Hubble Space Telescope WFPC2 Images, Zugriff am 19. Juni 2010
  6. R. P. Binzel, M. J. Gaffey, P. C. Thomas, B. H. Zellner, A. D. Storrs, E. N. Wells: Geologic Mapping of Vesta from 1994 Hubble Space Telescope Images in Icarus, Vol. 128, Issue 1, Seiten 95-103 (07/1997) doi:10.1006/icar.1997.5734
  7. S. Hasegawa, K. Murakawa, M. Ishiguro, H. Nonaka, N. Takato, C. J. Davis, M. Ueno, T. Hiroi: Evidence of hydrated and/or hydroxylated minerals on the surface of asteroid 4 Vesta in Geophysical Research Letters, Vol. 30, Issue 21 (11/2003) doi:10.1029/2003GL018627
  8. H. Y. Mc. Sween: Meteorites and Their Parent Planets, Cambridge University Press, (2. Auflage, 1999), ISBN 0-521-58303-9
  9. E. Asphaug: Impact origin of the Vesta family in Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, No. 6, Seiten 965-980 (11/1997), adsabs.harvard.edu: Impact origin of the Vesta family, Zugriff am 19. Juni 2010
  10. F. Migliorini, A. Morbidelli, V. Zappala, B. J. Gladman, M. E. Bailey, A. Cellino: Vesta fragments from v6 and 3:1 resonances: Implications for V-type NEAs and HED meteorites in Meteoritics & Planetary Science, Vol. 32, No. 6, Seiten 903-916 (11/1997) adsabs.harvard.edu: Vesta fragments from v6 and 3:1 resonances: Implications for V-type NEAs and HED, Zugriff am 19. Juni 2010
  11. a b Dawn Soars Over Asteroid Vesta in 3-D. Abgerufen am 3. Dezember 2011 (englisch).
  12. Soar Over Asteroid Vesta in 3-D. Abgerufen am 3. Dezember 2011 (englisch).
  13. Mission News: Dawn Gets Extra Time to Explore Vesta. Abgerufen am 19. Juni 2012 (englisch).
  14. NASA's Dawn Spacecraft Hits Snag on Trip to 2 Asteroids. Abgerufen am 27. August 2012 (englisch).
  15. Jia-Rui C. Cook: Dawn has departed the giant asteroid Vesta. 5. September 2012, abgerufen am 18. September 2012 (englisch).
  16. Categories for Naming Features on Planets and Satellites (abgerufen am 11. November 2011), auf planetarynames.wr.usgs.gov (Englisch)
  17. First Names for Vesta Approved. Meldung vom 8. Oktober 2011 (abgerufen am 11. November 2011), auf astrogeology.usgs.gov (Englisch)

Weblinks[Bearbeiten]

Dies ist ein als lesenswert ausgezeichneter Artikel.
Dieser Artikel wurde am 30. November 2005 in dieser Version in die Liste der lesenswerten Artikel aufgenommen.