(4) Vesta - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Introduction
Vesta, photographié par le télescope spatial Hubble en 2007 | |
| Caractéristiques orbitales | |
|---|---|
| Demi-grand axe | 353,343894×106 km (2,361956 ua) |
| Aphélie | 384,920740×106 km (2,573034 ua) |
| Périhélie | 321,767047×106 km (2,150878 ua) |
| Excentricité | 0,089366 |
| Période de révolution | 1 325,886052 j (3,63 a) |
| Vitesse orbitale moyenne | 19,34 km/s |
| Inclinaison | 7,133798° |
| Nœud ascendant | 103,918380° |
| Argument du périhélie | 150,180148° |
| Anomalie moyenne | 341,592016° |
| Catégorie | Ceinture d'astéroïdes |
| Caractéristiques physiques | |
| Dimensions | (560/544/454) ± 24 km |
| Masse | 2,7×1020 kg |
| Masse volumique | (3 700 ± 300) kg/m3 |
| Gravité équatoriale à la surface | 0,22 m/s2 |
| Vitesse de libération | 0,35 km/s |
| Période de rotation | 0,2226 j (5,342 h) |
| Classification spectrale | Astéroïde de type V |
| Magnitude absolue | 3,20 |
| Albédo | 0,4228 |
| 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 pour la composition de l'astéroïde. Vesta est également l'astéroïde le plus brillant, suffisamment pour être discernable à l'œil nu à certains moments.
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. Sa désignation scientifique officielle complète est donc (4) Vesta, ou éventuellement 4 Vesta4.
Les premiers astéroïdes découverts possèdent un symbole astronomique et celui de Vesta est ou .
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°.
Caractéristiques physiques
Masse et dimensions
Vesta est le deuxième astéroïde de la ceinture (après Cérès et avant Pallas) en termes de masse, avec 2,7×1020 kg. 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, 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.
La caractéristique prééminente est un énorme cratère de 460 km de diamètre centré près du pôle sud de l'astéroïde, atteignant 80 % du diamètre de Vesta. 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. 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 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. Elle sert de point de référence : le méridien origine, défissant 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, 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.
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 :
- 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 :
- Un régolithe lithifié, source des howardites et des eucrites contenant des brèches.
- Des coulées de lave basaltiques, source des eucrites non-cumulées.
- Des roches plutoniques de pyroxène, pigeonite et plagioclase, source des eucrites cumulées.
- Des roches plutoniques riches en orthopyroxène à gros grains, source des diogénites.
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.
