(21) Лютеция

(21) Лютеция
Астероид
Снимок Лютеции с близкого расстояния
Открытие
Первооткрыватель	Г. Гольдшмидт
Место обнаружения	Париж
Дата обнаружения	15 ноября 1852
Эпоним	Лютеция
Категория	Главное кольцо
Орбитальные характеристики
Эпоха 4 ноября 2013 года JD 2456600.5
Эксцентриситет (e)	0,1644593
Большая полуось (a)	364,175 млн км (2,4343584 а. е.)
Перигелий (q)	304,283 млн км (2,0340055 а. е.)
Афелий (Q)	424,067 млн км (2,8347113 а. е.)
Период обращения (P)	1387,315 сут (3,798 г.)
Средняя орбитальная скорость	18,96 км/с
Наклонение (i)	3,06386°
Долгота восходящего узла (Ω)	80,88533°
Аргумент перигелия (ω)	250,23637°
Средняя аномалия (M)	185,11961°
Физические характеристики[1][2]
Диаметр	121 × 101 × 75 км[3] 95,76 км (IRAS)
Масса	(1,700 ± 0,017)⋅10^18 кг[4]
Плотность	3,4 ± 0,3 г/см³
Ускорение свободного падения на поверхности	0,05 м/с²
2-я космическая скорость	0,069 км/с
Период вращения	8,1655 ч
Спектральный класс	M (Xk)
Видимая звёздная величина	9,25—13,17 ^m[5]
Абсолютная звёздная величина	7,35^m
Альбедо	0,2212
Средняя температура поверхности	170 К (−103 °C)
Текущее расстояние от Солнца	2,815 а. е.
Текущее расстояние от Земли	2,297 а. е.
Информация в Викиданных ^?

(21) Лютеция (лат. Lutetia) — астероид главного пояса, который принадлежит к богатому металлами спектральному классу M. Он был открыт 15 ноября 1852 года французским астрономом Германом Гольдшмидтом в Париже и назван в честь древнего поселения Лютеция, существовавшего на месте нынешнего Парижа^[6].

Орбита астероида Лютеция и его положение в Солнечной системе

Это первый астероид, по-настоящему знаменит он стал благодаря пролёту рядом с ним европейского космического аппарата «Розетта» в июле 2010 года. При этом были получены снимки этого астероида и важные данные^[7], анализ которых позволил учёным предположить, что Лютеция представляет собой древнюю, примитивную «мини-планету». Хотя возраст одних частей поверхности астероида составляет всего 50—80 млн лет, другие зародились 3,6 млрд лет назад.

Исследования

Астероид Лютеция был обнаружен астрономом-любителем и художником Германом Гольдшмидтом с балкона своего дома над кафе «Прокоп» в Париже^[8][9]. Вслед за этим в ноябре-декабре 1852 года другой немецкий астроном — Георг Рюмкер — рассчитал предварительную орбиту этого тела^[10]. В 1903 году во время очередного противостояния с Землёй Лютеция была сфотографирована американским астрономом Эдуардом Пикерингом из Гарвардской обсерватории. Тогда она достигла яркости в 10,8 звёздной величины^[11].

Анимация движения астероида (21) Лютеция на заре Солнечной системы

10 июля 2010 года европейский зонд «Розетта» пролетел в непосредственной близости от астероида (21) Лютеция, который стал первым астероидом M-класса, изученным с борта космического аппарата. Аппарат прошёл на минимальном расстоянии 3168 ± 7,5 км от астероида на скорости 15 км/с, на пути к короткопериодической комете Чурюмова-Герасименко^[4][12][13]. Во время этого пролёта были сделаны снимки поверхности астероида разрешением до 60 метров на пиксель, покрывающие около 50 % поверхности тела (в основном северное полушарие)^[14][15]. В общей сложности было получено 462 снимка в 21 спектральном диапазоне (это и узкие, и широкие диапазоны, перекрывающие интервал длин волн от 0,24 до 1 мкм). С помощью спектрометра VIRTIS, установленного на зонде, наблюдения проводились не только в видимой, но и в ближней инфракрасной области спектра. Также проводились измерения магнитного поля и плазмы вблизи астероида^[3].

Покрытие звёзд Лютецией наблюдалось дважды: сначала на Мальте в 1997, а затем в Австралии в 2003 году.

Характеристики

Форма и наклон оси

Фотографии, полученные с космического зонда, подтвердили результаты анализа кривых блеска 2003 года, которые описывали Лютецию как тело грубой неправильной формы^[16]. Результаты исследования, проведённого И. Н. Бельской и другими, связывают неправильную форму астероида с наличием крупного ударного кратера на одной из его сторон^[17], но, поскольку «Розетта» сфотографировала лишь половину поверхности астероида^[14], подтвердить или опровергнуть это предположение пока невозможно. Анализ фотографий с зонда и фотометрических кривых блеска позволил сделать вывод о наклоне оси вращения астероида, который с позиции северного полюса оказался равен 96°. Таким образом, ось вращения астероида лежит почти в плоскости эклиптики, а само вращение оказалось ретроградным, как и у планеты Уран^[3].

Масса и плотность

По отклонению зонда от расчётной траектории в момент его пролёта рядом с Лютецией была рассчитана масса астероида. Она оказалась равной (1,700 ± 0,017)⋅10¹⁸ кг^[4][18], что значительно меньше первоначальных оценок, сделанных по измерениям с Земли — 2,57⋅10¹⁸ кг^[19]. Тем не менее, даже такая оценка массы говорит об очень высокой плотности этого тела для каменного астероида — 3,4 ± 0,3 г/см³^[3][20][21], что в среднем в 1,5—2 раза превышает плотность других астероидов. Это значит, что она содержит значительное количество железа. Однако, едва ли оно находится в полностью сформированном ядре. Для этого Лютеции пришлось бы частично расплавиться из-за тепла, выделяемого радиоактивными изотопами: более плотное железо утонуло бы, а скальные породы вышли бы на поверхность. Однако, спектрометр VIRTIS показал, что состав поверхности астероида остаётся совершенно первобытным. Исследователи видят этому только одно объяснение: Лютеция нагрелась в начале своей истории, но не смогла полностью расплавиться, поэтому чётко определённое железное ядро не сформировалось.

Состав

Точный состав Лютеции долгое время вызывал недоумение у астрономов. Хотя это тело классифицируется как астероид класса M, для него характерны весьма нетипичные для этого класса свойства, в частности, крайне малое содержание металлов в поверхностных породах. В их составе обнаружена высокая концентрация углеродистых хондритов, более характерных для астероидов класса С, чем для класса M^[22]. К тому же у Лютеции очень низкое альбедо в радиодиапазоне, в то время как у типичного представителя металлического класса — астероида (16) Психея^[2] — оно довольно высокое. Это может указывать на необычно толстый слой реголита, покрывающего его поверхность^[23], состоящего из силикатов^[24] и гидратированных минералов^[25].

Измерения зонда «Розетта» подтвердили наличие у астероида умеренно красного спектра в видимом диапазоне и чрезвычайно плоский спектр в инфракрасной области, а также почти полное отсутствие поглощения в диапазоне длин волн 0,4—3,5 мкм. Эти данные полностью опровергают наличие гидратированных минералов и силикатных соединений. На поверхности астероида также не были обнаружены признаки присутствия оливинов. Эти данные в сочетании с высокой плотностью астероида свидетельствуют о том, что породы астероида состоят из энстатитовых хондритов^[англ.] или же из углеродных хондритов^[англ.] CB, CH, или CR-групп^[1][26].

Происхождение астероида

Астероид во многом интересен наличием огромного кратера под названием Массалия, диаметром в 61 км. Наличие на астероиде кратера такого размера свидетельствует о том, что его следует рассматривать как планетезималь, которая так и не превратилась в более крупное небесное тело, но смогла дожить до завершения активных процессов формирования планет в ранней Солнечной системе^[3][27][28]. Об этом свидетельствуют размеры кратера, который образовался в момент столкновения Лютеции с другим астероидом диаметром 8 км. По оценкам астрономов, такие столкновения между астероидами, происходят крайне редко — один раз в 9 млрд лет. Таким образом, Лютеция могла столкнуться с этим телом только во время формирования Солнечной системы, когда подобные коллизии были обычным делом.

Об этом же говорит и малая пористость этого тела. Учёные определили её, проанализировав спектр солнечного света, отражённого от поверхности Лютеции. Различия в спектре лучей, отражённых от разных участков небесного тела, могут подсказать учёным, распадался ли астероид при столкновении с другими объектами или он составлен из неплотно прилегающих обломков. Результаты математического моделирования показали, что в астероиде отсутствуют крупные поры и трещины, характерные для углистых хондритов. По расчётам учёных, пористость Лютеции находится в пределах от 1 % до 13 %^[28]. Это доказывает, что столкновение не могло полностью разрушить астероид, так что Лютеция, скорее всего, представляет собой целое тело, а не груду щебня, как многие другие мелкие астероиды. Морфология окружающего кратер рельефа и существование самого кратера также свидетельствуют о значительной прочности вещества астероида.

Карта астероида

Поверхность астероида покрыта кратерами и испещрена трещинами, уступами и провалами, которые в свою очередь покрыты мощным слоем реголита толщиной около 3 км, состоящего из слабо агрегированных частиц пыли размером 50—100 мкм, заметно сглаживающего их очертания^[3][14]. На картографированном полушарии обнаружено 350 кратеров с размерами от 600 метров до 61 км. Всего на этом полушарии было выявлено 7 областей в зависимости от их геологии: Бетики (Bt), Ахеи (Ac), Этрурии (Et), Нарбоники (Nb), Норика (Nr), Паннонии (ПА) и Реции (РА)^[29].

Область Бетики расположена в районе северного полюса и включает в себя несколько кратеров с диаметрами до 21 км. Эта область содержит наименьшее число кратеров и является самой молодой на всём изученном полушарии: её возраст составляет всего 50—80 млн лет^[30]. Она покрыта слоем реголита толщиной до 600 метров, который скрывает многие старые кратеры. Помимо них там встречаются различные гряды и уступы высотой до 300 метров, для которых характерно более высокое альбедо. Старейшими регионами являются области Норика и Ахеи, которые представляют собой довольно ровную поверхность, покрытую множеством кратеров, — некоторые возрастом до 3,6 ± 0,1 млрд лет. Область Норика пересечена бороздой длиной до 10 км и глубиной до 100 метров. Ещё две области — Паннонии и Реции — также характеризуются, в первую очередь, большим количеством кратеров. Зато область Нарбоники сама по себе представляет собой один большой кратер, получивший название Массалия. Поверхность кратера покрыта рядом относительно мелких деталей рельефа, образовавшихся в более поздние эпохи^[31].

Номенклатура

Основная статья: Список деталей рельефа астероида (21) Лютеция

В марте 2011 года рабочая группа по планетной номенклатуре Международного астрономического союза приняла схему наименования деталей рельефа на астероиде (21) Лютеция. Поскольку он был назван в честь древнего римского города, то решено было всем кратерам на астероиде присваивать названия городов располагавшихся вблизи Лютеции на момент её существования (то есть с 52 года до н. э. по 360 год н. э.). А её области (лат. regiones) называются в честь провинций Римской империи времён Лютеции-города, за исключением одной, которая была названа в честь первооткрывателя астероида — областью Гольдшмидта. Другие детали рельефа Лютеции получили названия рек и смежных районов Европы тех времён^[32]. А в сентябре того же года в качестве точки, через которую проведён нулевой меридиан малой планеты, избран кратер Lauriacum диаметром 1,5 км, получивший прежнее название древнеримского города Лауриакум (лат. Lauriacum) (ныне известного как Энс)^[29].

См. также

• Список астероидов (1—100)
• Классификации малых планет
• Розетта (КА)

Литература

• Rosetta Fly-by at Asteroid (21) Lutetia. Special issue of Planetary and Space Science, Volume 66, Issue 1, Pages 1—212 (June 2012)

Примечания

1. Coradini A., Capaccioni F., Erard S. et al. The Surface Composition and Temperature of Asteroid 21 Lutetia As Observed by Rosetta/VIRTIS (англ.) // Science : journal. — 2011. — Vol. 334, no. 6055. — P. 492—494. — doi:10.1126/science.1204062. — PMID 22034430. Архивировано 4 марта 2016 года.
2. Magri C. Mainbelt Asteroids: Results of Arecibo and Goldstone Radar Observations of 37 Objects during 1980-1995 (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 1999. — Vol. 140, no. 2. — P. 379. — doi:10.1006/icar.1999.6130. — Bibcode: 1999Icar..140..379M.
3. Sierks, H.; Lamy, P.; Barbieri, C.; Koschny, D.; Rickman, H.; Rodrigo, R.; a'Hearn, M. F.; Angrilli, F.; Barucci, M. A.; Bertaux, J. - L.; Bertini, I.; Besse, S.; Carry, B.; Cremonese, G.; Da Deppo, V.; Davidsson, B.; Debei, S.; De Cecco, M.; De Leon, J.; Ferri, F.; Fornasier, S.; Fulle, M.; Hviid, S. F.; Gaskell, R. W.; Groussin, O.; Gutierrez, P.; Ip, W.; Jorda, L.; Kaasalainen, M.; Keller, H. U. Images of Asteroid 21 Lutetia: A Remnant Planetesimal from the Early Solar System (англ.) // Science : journal. — 2011. — Vol. 334, no. 6055. — P. 487—490. — doi:10.1126/science.1207325. — PMID 22034428. Архивировано 6 марта 2016 года.
4. M. Pätzold, T. P. Andert, S. W. Asmar, J. D. Anderson, J.-P. Barriot, M. K. Bird1, B. Häusler, M. Hahn, S. Tellmann, H. Sierks, P. Lamy, B. P. Weiss. Asteroid 21 Lutetia: Low Mass, High Density (неизв.). — Science Magazine, 2011. — 28 October (т. 334). — С. 491—492. — doi:10.1126/science.1209389. — Bibcode: 2011Sci...334..491P. Архивировано 24 сентября 2015 года.
5. AstDys (21) Lutetia Ephemerides  (неопр.). Department of Mathematics, University of Pisa, Italy. Дата обращения: 28 июня 2010. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года.
6. Lutz D. Schmadel. Dictionary of Minor Planet Names (англ.). — Fifth Revised and Enlarged Edition. — B., Heidelberg, N. Y.: Springer, 2003. — P. 17. — ISBN 3-540-00238-3.
7. Rosetta website. Asteroid (21) Lutetia.  (неопр.) Дата обращения: 11 октября 2008. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года.
8. Lardner, Dionysius. The Planetoides // Handbook of astronomy (неопр.). — James Walton, 1867. — С. 222. — ISBN 1-4370-0602-7.
9. Goldschmidt H. Discovery of Lutetia Nov. 15 (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 1852. — June (vol. 12). — P. 213. — Bibcode: 1852MNRAS..12..213G.
10. Leuschner, A. O. Research surveys of the orbits and perturbations of minor planets 1 to 1091 from 1801.0 to 1929.5 (англ.) // Publications of Lick Observatory : journal. — 1935. — Vol. 19. — P. 29. — Bibcode: 1935PLicO..19....1L.
11. Pickering, Edward C. Missing Asteroids (неизв.) // Harvard College Observatory Circular. — 1903. — January (т. 69). — С. 7—8. — Bibcode: 1903HarCi..69....7P.
12. Rosetta Asteroid Targets: 2867 Steins and 21 Lutetia. Science Reviews. 2006  (неопр.) (недоступная ссылка — история). Дата обращения: 11 октября 2008.
13. Аппарат ESA показал снимки астероида Лютеция  (неопр.). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 29 октября 2020 года.
14. Amos, Jonathan Asteroid Lutetia has thick blanket of debris  (неопр.). BBC News (4 октября 2010). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 12 февраля 2011 года.
15. Учёные представили детальные снимки астероида Лютеция  (неопр.). Дата обращения: 11 июля 2010. Архивировано 13 июля 2010 года.
16. Torppa, Johanna; Kaasalainen, Mikko; Michałowski, Tadeusz; Kwiatkowski, Tomasz; Kryszczyńska, Agnieszka; Denchev, Peter; Kowalski, Richard. Shapes and rotational properties of thirty asteroids from photometric data (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 2003. — Vol. 164, no. 2. — P. 346. — doi:10.1016/S0019-1035(03)00146-5. — Bibcode: 2003Icar..164..346T. Архивировано 6 ноября 2015 года.
17. Belskaya, I. N.; Fornasier, S.; Krugly, Y. N.; Shevchenko, V. G.; Gaftonyuk, N. M.; Barucci, M. A.; Fulchignoni, M.; Gil-Hutton, R. Puzzling asteroid 21 Lutetia: Our knowledge prior to the Rosetta fly-by (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2010. — Vol. 515. — P. A29. — doi:10.1051/0004-6361/201013994. — Bibcode: 2010A&A...515A..29B. — arXiv:1003.1845.
18. An Observational Error Model, and Application to Asteroid Mass Determination. James Cook University. 2008  (неопр.). Дата обращения: 20 октября 2008. Архивировано 12 февраля 2012 года.
19. Jim Baer. Recent Asteroid Mass Determinations  (неопр.). Personal Website (2008). Дата обращения: 28 ноября 2008. Архивировано из оригинала 21 октября 2013 года.
20. Hidden Mass in the Asteroid Belt. 2002  (неопр.) (недоступная ссылка — история). Дата обращения: 11 октября 2008.
21. Крупный астероид Лютеция оказался «строительным кирпичиком» Солнечной системы  (неопр.). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 27 января 2020 года.
22. Birlan M., Bus S. J., Belskaya I. et al. Near-IR spectroscopy of asteroids 21 Lutetia, 89 Julia, 140 Siwa, 2181 Fogelin and 5480 (1989YK8), potential targets for the Rosetta mission; remote observations campaign on IRTF // New Astronomy. — 2004. — Vol. 9, № 5. — P. 343–351. — doi:10.1016/j.newast.2003.12.005. — Bibcode: 2004NewA....9..343B. — arXiv:astro-ph/0312638.
23. Dollfus A., Geake J. E. Polarimetric properties of the lunar surface and its interpretation. VII – Other solar system objects (англ.) // Proceedings of the 6th Lunar Science Conference, Houston, Texas, March 17–21 : journal. — 1975. — Vol. 3. — P. 2749. — Bibcode: 1975LPSC....6.2749D.
24. Feierberg M., Witteborn F. C., Lebofsky L. A. Detection of silicate emission features in the 8- to 13 micrometre spectra of main belt asteroids (англ.) // Icarus : journal. — Elsevier, 1983. — Vol. 56, no. 3. — P. 393. — doi:10.1016/0019-1035(83)90160-4. — Bibcode: 1983Icar...56..393F.
25. Lazzarin M., Marchi S., Magrin S., Barbieri C. Visible spectral properties of asteroid 21 Lutetia, target of Rosetta Mission (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — EDP Sciences, 2004. — Vol. 425, no. 2. — P. L25. — doi:10.1051/0004-6361:200400054. — Bibcode: 2004A&A...425L..25L. (недоступная ссылка)
26. Lutetia: A rare survivor from the birth of Earth  (неопр.). ESO, Garching, Germany (14 ноября 2011). Дата обращения: 14 ноября 2011. Архивировано 22 декабря 2017 года.
27. Лютеция оказалась планетезималью Архивная копия от 11 декабря 2021 на Wayback Machine // Lenta.ru, 28 октября 2011
28. Астероид Лютеция оказался недоразвитым «зародышем» планеты  (рус.). РИА НАУКА (27 октября 2011). Дата обращения: 10 августа 2014. Архивировано 12 августа 2014 года.
29. Planetary Names: Crater, craters: Lauriacum on Lutetia (англ.). Архивировано 21 декабря 2016 года.
30. Астероид Лютецию признали «недопланетой»  (рус.). Дата обращения: 28 января 2014. Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года.
31. Rosetta flyby uncovers the complex history of asteroid Lutetia (Архивная копия от 11 декабря 2021 на Wayback Machine) // ESA Science & Technology, 29 May 2012.
32. Themes Approved for Asteroid (21) Lutetia (англ.). Архивировано из оригинала 11 января 2014 года.

Ссылки

• База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (21) (англ.)
• База данных MPC по малым телам Солнечной системы (21) (англ.)
• Пресс-релиз о присвоении имён деталям на поверхности астероида (21) Лютеция  (неопр.). Архивировано из оригинала 30 апреля 2011 года.
• Официальный пресс-релиз первых снимков сближения АМС «Розетта» с астероидом (21) Лютеция Архивная копия от 13 июля 2010 на Wayback Machine (ESA)
• Официальный пресс-релиз снимков пролёта АМС «Розетта» с астероидом (21) Лютеция Архивная копия от 13 июля 2010 на Wayback Machine (ESA)
• Подробная статья на сайте ESA Архивная копия от 14 июля 2010 на Wayback Machine (англ.)
• Анимация: движение астероида Лютеция  (неопр.) (недоступная ссылка — история).
• Astronomy Picture of the Day. Lutetia: The Largest Asteroid Yet Visited (англ.) (26 июля 2010). Дата обращения: 16 февраля 2014.