(253) Матильда

У этого термина существуют и другие значения, см. Матильда (значения).

(253) Матильда
Изображение астероида (253) Матильда
Открытие[1]
Первооткрыватель	Иоганн Пализа
Место обнаружения	Вена
Дата обнаружения	12 ноября 1885
Альтернативные обозначения	1949 OL1; A915 TN
Категория	Главное кольцо
Орбитальные характеристики[2]
Эпоха 14 марта 2012 года JD 2456000.5
Эксцентриситет (e)	0,2665678
Большая полуось (a)	395,773 млн км (2,6455804 а. е.)
Перигелий (q)	290,273 млн км (1,940353853 а. е.)
Афелий (Q)	501,274 млн км (3,350806947 а. е.)
Период обращения (P)	1571,737 сут (4,303 г)
Средняя орбитальная скорость	17,982 км/с
Наклонение (i)	6,74296 °
Долгота восходящего узла (Ω)	179,61903 °
Аргумент перигелия (ω)	157,36574 °
Средняя аномалия (M)	164,33429 °
Физические характеристики[8]
Диаметр	52,8 км (IRAS) 66 × 48 × 46 км[3][4]
Масса	(1,033 ± 0,044)·1017 кг[5]
Плотность	1,300 ± 0,2 г/см³[6]
Ускорение свободного падения на поверхности	0,00993 м/с²
2-я космическая скорость	0,02285 км/с
Период вращения	417,7 ч[7]
Спектральный класс	C(Cb)
Абсолютная звёздная величина	10,2 m
Альбедо	0,0436
Средняя температура поверхности	174 К (−99 °C)

(253) Мати́льда (нем. Mathilde) — астероид главного пояса, который принадлежит к тёмному спектральному классу C. Астероиды этого класса богаты различными углеродными соединениями, которые поглощают большую часть падающего на него света и, тем самым, обеспечивают очень низкое значение альбедо. Матильда один из немногих астероидов, характеризующихся крайне низкой скоростью вращения вокруг оси, время одного оборота для неё составляет 17,4 суток. Он был открыт 27 июня 1884 года австрийским астрономом Иоганном Пализой в Венской обсерватории^[9] и назван в честь жены французского астронома Мориса Леви, ставшего впоследствии вице-директором Парижской обсерватории. Название было предложено сотрудником Парижской обсерватории В. А. Лебёфом (фр. V. A. Lebeuf), который просчитал орбитальные параметры Матильды^[10].

Орбита астероида Матильда и его положение в Солнечной системе

В 1997 году Матильда стала третьим по счёту астероидом который был изучен непосредственно из космоса с помощью космического аппарата. Американская АМС NEAR Shoemaker, направлявшаяся к астероиду Эрос, с пролётной траектории сделала несколько сотен фотоснимков астероида и на которых легко можно различить множество крупных кратеров. До 2010 года, когда рядом с астероидом (21) Лютеция пролетел КА «Розетта», Матильда оставалась самым крупным телом, изученным с помощью космического аппарата.

Исследования

Хотя астероид был известен более столетия, новые значимые исследования были проведены лишь в 1995 году, в ходе которых был определён необычно большой период вращения (свыше 17 суток) и установлена принадлежность астероида к углеродному спектральному классу C^[11].

Но настоящий рывок в изучении Матильды был сделан чуть позднее 27 июня 1997 года, когда американский АМС NEAR Shoemaker сблизилась с астероидом до расстояния в 1212 километра, пролетев мимо него со скоростью 9,93 км/с. Столь близкий пролёт позволил АМС сделать более 500 фотоснимков астероида (в том числе семь цветных)^[12], которые однако, из-за низкой скорости вращения астероида, позволили картографировать только около 60% поверхности данного объекта^[13]. Разрешение наиболее качественных из которых составило 180 метров на пиксель^[14]. Также станция, на основе гравитационных возмущений, произвела замеры магнитного поля и массы данного объекта, а также определила массу и плотность астероида. Таким образом, Матильда стала третьим астероидом, после (951) Гаспры и (243) Иды, который был изучен с борта автоматической межпланетной станции.

Медленное вращение

Матильда является одним из самых медленно вращающихся астероидов среди всех известных малых тел Солнечной системы, у большинство из которых периоды вращения вокруг своей оси лежат в диапазоне от 2 до 24 часов^[15], в то время как период вращения Матильды составляет более 17 земных суток. Первоначально учёными было выдвинуто два возможных объяснения причин столь низкой скорости вращения: выброс летучих веществ с поверхности астероида, в направлении противоположном вращению и приливные силы большого спутника. Однако, на фотографиях сделанных в 1997 году пролетавшим мимо астероида космическим аппаратом, не было обнаружено ни признаков выброса газов, ни наличие спутника, ярче 6 — 7 ^m, соответствующей объектом диаметром 200 — 300 метров^[16].

Один из крупнейших кратеров Матильды

На сегодняшний день принято считать, что уменьшение скорости вращения астероида (253) Матильда могло быть вызвано столкновением с другим относительно крупным астероидом диаметром порядка 3 км, образовавшего один из больших кратеров на Матильде. Данное тело при столкновении, двигалось в направлении противоположном вращению Матильды, чем придало ей при столкновении значительный импульс, обеспечивший сильнейшее торможение вращательного движения астероида^[17].

Структура поверхности

Матильда представляет собой очень тёмный и старый астероид со средним радиусом около 26,4 км и объёмом в 78000 км³, возраст которого оценивается приблизительно в 4 млрд лет^[17]. Значение альбедо поверхности этого астероида сопоставимо с альбедо свежего битума^[18]. По химическому составу её поверхность близка к составу углеродных хондритов первого или второго типов (CI1 или CM2), встречающихся в найденных на Земле метеоритах, с преобладанием силикатных минералов^[19]. Однако, значение плотности (1300 кг/м³), измеренное приборами аппарата NEAR Shoemaker, составляет менее половины плотности типичных углеродистых хондритов, что может свидетельствовать о наличии пустот внутри астероида или его высокой пористости, которая может составлять до 50% от всего объёма этого тела. Это в свою очередь означает, что астероид представляет собой не монолитное тело, а лишь конгломерат более нескольких мелких тел покрытых толстым слоем пыли (rubble pile (англ.))^[5]. Однако, обнаружение крупного 20-километрового кратера на поверхности заставляет предположить наличие в астероиде нескольких крупных внутренних компонентов^[13]. Подобная внутренняя структура астероида делает неэффективным распространение ударных волн через астероид, что позволяет локализовать ущерб от столкновений и обеспечивает высокую сохранность деталей поверхности^[4][6].

Всего на исследованной поверхности астероида было обнаружено 23 кратера, которые были названы в честь крупнейших угольных месторождений мира ^[20]. Самые крупные из них, кратеры Кару (англ. Karoo), имеет диаметр 33,4 километра и глубину 5 — 6 км^[4]. Более точно измерить глубину кратера не удалось, так как большая его часть на снимках оказалась в тени. Кратер Кару, как представляется, имеет более чёткие очертания и, вероятно, является наиболее молодым из крупных кратеров астероида. Второй крупный кратер называется Ишикари (англ. Ishikari), и имеет диаметр 29,3 км. Мелкие ударные образования можно увидеть на стенах крупных кратеров, однако там их плотность меньше, чем плотность на внутрикратерных поверхностях. Никаких различий в яркости и цвете среди кратеров выявлено не было, так что панорама поверхности астероида должна представлять собой довольно однотонное зрелище.

Следует отметить, подобная сильно пористая структура характерна для многих углеродных астероидов C-класса, таких как (45) Евгения, (87) Сильвия, (90) Антиопа, (121) Гермиона, возможно, что и тунгусский метеорит мог иметь похожую структуру^[21].

См. также

• Список астероидов (201—300)
• Классификации малых планет
• Список кратеров на астероиде (253) Матильда

Примечания

1. ↑ Патрик Мур «The Wandering Astronomer». — CRC Press, 1999. — ISBN 0-7503-0693-9
2. ↑ При известных значениях большой полуоси $a$, орбитального периода $T$ и эксцентриситета $e$, орбитальная скорость астероида $v_o$ может быть определена по следующей формуле:

   $\begin{align} v_o & = \frac{2\pi a}{T}\left[1-\frac{e^2}{4}-\frac{3e^4}{64} - \dots \right] \\ & = 18,31\ \mbox{km/s} \left[ 1 - 0,0177 - 0,00008 - \cdots \right] \\ & \approx 17,98\ \mbox {km/s} \\ \end{align}\!\,$

   For the circumference of an ellipse, see: H. St̀eocker, J. Harris Handbook of Mathematics and Computational Science. — Springer, 1998. — P. 386. — ISBN 0-387-94746-9
3. ↑ NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde. Архивировано из первоисточника 28 февраля 2012. Проверено 26 сентября 2008.
4. ↑ ^{1 2 3} J. Veverka et al (1999). «NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview». Icarus 140 (1): 3–16. DOI:10.1006/icar.1999.6120. Bibcode: 1999Icar..140....3V.
5. ↑ ^{1 2} D. K. Yeomans et al (1997). «Estimating the mass of asteroid 253 Mathilde from tracking data during the NEAR flyby». Science (англ.) 278 (5346): 2106–9. DOI:10.1126/science.278.5346.2106. PMID 9405343. Bibcode: 1997Sci...278.2106Y. Проверено 2007-08-29.
6. ↑ ^{1 2} NEAR's Flyby of 253 Mathilde: Images of a C Asteroid. Архивировано из первоисточника 28 февраля 2012. Проверено 28 сентября 2008.
7. ↑ Stefano Mottola et al (1995). «The slow rotation of 253 Mathilde». Planetary and Space Science 43 (12): 1609–1613. DOI:10.1016/0032-0633(95)00127-1. Bibcode: 1995P&SS...43.1609M.
8. ↑ При известных значениях большой полуоси $a$, светового альбедо α, солнечной светимости $L_0$, постоянной Стефана-Больцмана σ и инфракрасного альбедо астероида ε (~ 0,9), средняя температура астероида $T$ может быть определена по следующей формуле:

   $\begin{align} T & = \left ( \frac{(1 - \alpha) L_0}{\epsilon \sigma 16 \pi a^2} \right )^{\frac{1}{4}} \\ & = \left ( \frac{(1 - 0,0436) (3,827 \times 10^{26}\ \mbox{W})} {0,9 (5,670 \times 10^{-8}\ \mbox{W/m}^2\mbox{K}^4) 16 \cdot 3,142 (3,959 \times 10^{11}\ \mbox{m})^2} \right )^{\frac{1}{4}} \\ & = 173,7\ \mbox{K} \end{align}$

   См. также: Torrence V. Johnson, Paul R. Weissman, Lucy-Ann A. McFadden Encyclopedia of the Solar System. — Elsevier, 2007. — P. 294. — ISBN 0-12-088589-1
9. ↑ Raab, Herbert Johann Palisa, the most successful visual discoverer of (PDF). Astronomical Society of Linz (2002). Архивировано из первоисточника 28 сентября 2007. Проверено 27 августа 2007.
10. ↑ Schmadel, Lutz D. Dictionary of Minor Planet Names (англ.). — Fifth Revised and Enlarged Edition. — B., Heidelberg, N. Y.: Springer, 2003. — P. 36. — 992 p. — ISBN 3-540-00238-3
11. ↑ Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Press Kit. Архивировано из первоисточника 28 февраля 2012. Проверено 28 сентября 2008.
12. ↑ Williams, David R. NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde. NASA (December 18, 2001). Архивировано из первоисточника 18 августа 2006. Проверено 10 августа 2006.
13. ↑ ^{1 2} Cheng, Andrew F. (2004). «Implications of the NEAR mission for internal structure of Mathilde and Eros». Advances in Space Research 33 (9): 1558–1563. DOI:10.1016/S0273-1177(03)00452-6. Bibcode: 2004AdSpR..33.1558C.
14. ↑ NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde (NS SDC). Архивировано из первоисточника 28 февраля 2012. Проверено 17 ноября 2008.  (англ.)
15. ↑ Lang, Kenneth R. 2. Asteroids and meteorites, Size, color and spin. NASA's Cosmos. NASA (2003). Архивировано из первоисточника 6 августа 2012. Проверено 29 августа 2007.
16. ↑ W. J. Merline et al (1998). «Search for Satellites of 253 Mathilde from Near-Earth Asteroid Rendezvous Flyby Data». Meteoritics & Planetary Science 33 (1): A105. Bibcode: 1998M&PSA..33..105M.
17. ↑ ^{1 2} The Collisional History of Asteroid 253 Mathilde. Проверено 29 сентября 2008.
18. ↑ Pon, Brian Pavement Albedo. Heat Island Group (June 30, 1999). Архивировано из первоисточника 29 августа 2007. Проверено 27 августа 2007.
19. ↑ Kelley, M. S.; Gaffey, M. J.; Reddy, V. (March 12–16, 2007). "Near-IR Spectroscopy and Possible Meteorite Analogs for Asteroid (253)". 38th Lunar and Planetary Science Conference: 2366, League City, Texas: Lunar & Planetary Institute. Проверено 2007-08-29. 
20. ↑ Blue, Jennifer Categories for Naming Features on Planets and Satellites. USGS (August 29, 2007). Архивировано из первоисточника 24 августа 2007. Проверено 29 августа 2007.
21. ↑ BBC News. Тунгусский метеорит: тайны больше нет?. Архивировано из первоисточника 28 февраля 2012. Проверено 28 сентября 2008.

Ссылки

	(253) Матильда на Викискладе?

• База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (253) (англ.)
• NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde.  (англ.)
• Minor Planet Center. Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets.  (англ.)
• Astronomy Picture of the Day  (англ.) (26 июля 2010). Проверено 20 декабря 2012.