(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 (a) 353 343 894 km[1]
(2,361956 ua)
Aphélie (Q) 384 920 740 km[1]
(2,573034 ua)
Périhélie (q) 321 767 047 km
(2,150878 ua)
Excentricité (e) 0,089366[1]
Période de révolution (Prév) 1 325,886052 j[1]
(3,63 a)
Vitesse orbitale moyenne 19,34 km/s[réf. nécessaire]
Inclinaison (i) 7,133798°[1]
Nœud ascendant (Ω) 103,918380°[1]
Argument du périhélie (ω) 150,180148°[1]
Anomalie moyenne (M0) 341,592016°
Catégorie Astéroïde de la ceinture principale
Caractéristiques physiques
Dimensions (560 × 544 × 454) ± 24 km[2]
Masse (m) 2,7×1020 kg[3],[4]
Masse volumique (ρ) (3 700 ± 300) kg/m3[4]
Gravité équatoriale à la surface (g) 0,22 m/s2[5]
Vitesse de libération 0,35 km/s[5]
Période de rotation (Prot) 0,2226 j[1]
(5,342 h)
Classification spectrale Astéroïde de type V[6]
Magnitude absolue (M) 3,20[1]
Albédo (A) 0,4228[1]
Découverte
Découvreur H. W. Olbers
Date 29 mars 1807
Nommé d'après Vesta (déesse romaine)

Vesta, officiellement désigné par (4) Vesta, est un astéroïde de la Ceinture principale. Il fut le quatrième astéroïde découvert, le 29 mars 1807 par Heinrich Olbers, et porte le nom de la déesse romaine Vesta.

Orbite de (4) 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.

Historique[modifier | modifier le code]

Découverte[modifier | modifier le code]

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 4 Vesta (0).svg et Simbolo di Vesta.svg. Tous sont des simplifications du symbole original 4 Vesta Unsimplified Symbol.svg[8].

Exploration[modifier | modifier le code]

Article principal : Dawn (sonde spatiale).

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. Dawn, après la sonde Near-Shoemaker autour de l'astéroïde (433) Éros est la deuxième sonde spatiale à entrer en orbite autour d'un astéroïde et est 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[9].

Puis le 20 juillet 2012, elle est partie pour se diriger vers Cérès[10]

Dénomination[modifier | modifier le code]

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[11]. Sa désignation scientifique officielle complète est donc (4) Vesta[12], 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[modifier | modifier le code]

Masse et dimensions[modifier | modifier le code]

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] (soit 270 millions de milliards de tonnes). 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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

La caractéristique prééminente est un énorme cratère de 505 km de diamètre centré près du pôle sud de l'astéroïde[2], atteignant 90 % 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[13]. 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[13] 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[14]. 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[13], 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.

Le « Bonhomme de neige »[modifier | modifier le code]

Le "bonhomme de neige" est un ensemble de 3 cratères tangents par ordre de taille rappelant un Bonhomme de neige

Zone équatoriale Sud[modifier | modifier le code]

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 créé le cratère Rheasilvia.

Une vue détaillée de la zone équatoriale sud

Composition interne[modifier | modifier le code]

Vesta possède une structure différenciée : en brun, le noyau métallique ; en vert, le mateau rocheux ; en gris, la croûte.

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 de sa formation est la suivante[15],[16],[17] :

  • Accrétion terminée après 2 à 3 millions d'années ;
  • Fusion complète ou presque complète à la suite de la désintégration radioactive de l'aluminium 26, 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 s'arrêta lorsque environ 80 % du matériau fut cristallisé, après 6 à 7 millions d'années ;
  • Extrusion 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 ferriques 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[18] de :

Sur la base de la taille des astéroïdes de type V (supposés être des fragments de la croûte de Vesta, éjectés lors de chocs avec d'autres astéroïdes) et la profondeur du cratère polaire, la profondeur de la croûte est estimée à 10 km. Les données relevées par la sonde Dawn ont permis de confirmer que la géologie de l'astéroïde est complexe : il s'agit bien d'un corps différencié, avec un noyau dense de nickel et de fer dont le diamètre serait compris entre 214 et 226 km (le diamètre de Vesta est de 530 km), un manteau et une croûte.

Orbite et rotation[modifier | modifier le code]

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[19] vers l'ascension droite 20h 23m et la déclinaison 41°, avec une incertitude de 3°. L'étoile polaire Nord de Vesta est Sadr, située dans la constellation du Cygne, qui se trouve à environ un degré du pôle céleste (et aux incertitudes de mesure près). Cela lui confère une inclinaison de son axe de 29°[2].

Fragments[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Famille de 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 de 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[modifier | modifier le code]

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

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[20]. 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[21].

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 juin-juillet 2018 et août 2022.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  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 », Icarus, vol. 128, no 1,‎ 07/1997, p. 88-94 (DOI 10.1006/icar.1997.5736, résumé)
  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 », 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 », 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 » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), 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 », Icarus, vol. 165, no 1,‎ 09/2003, p. 215 (DOI 10.1016/S0019-1035(03)00149-0, résumé)
  8. (en) Gould, B. A., « On the symbolic notation of the asteroids », Astronomical Journal, vol. 2, no 34,‎ 01/1852, p. 80 (DOI 10.1086/100212, résumé)
  9. « Le détail de la mission de Dawn », NASA
  10. « Dawn », The Planetary Society (consulté le 18/12/2007)
  11. J. L. Hilton, « Discovery of the Asteroids », U.S. Naval Observatory (consulté le 18/12/2007)
  12. « (4) Vesta » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), Minor Planet Center. Consulté le 18/12/2007
  13. 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 », Icarus, vol. 128, no 1,‎ 07/1997, p. 95 (DOI 10.1006/icar.1997.5734, résumé)
  14. (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 », Icarus, vol. 128, no 1,‎ 07/1997, p. 83 (DOI 10.1006/icar.1997.5735, résumé)
  15. (en) Ghosh, Amitabha; McSween, Harry Y., « A Thermal Model for the Differentiation of Asteroid 4 Vesta, Based on Radiogenic Heating », Icarus, vol. 134, no 2,‎ 08/1998, p. 187-206 (DOI 10.1006/icar.1998.5956, résumé)
  16. (en) Righter, Kevin; Drake, Michael J., « A magma ocean on Vesta: Core formation and petrogenesis of eucrites and diogenites », Meteoritics & Planetary Science, vol. 32, no 6,‎ 11/1997, p. 929-944 (résumé)
  17. (en) Drake, Michael J., « The eucrite/Vesta story », Meteoritics & Planetary Science, vol. 36, no 4,‎ 04/2001, p. 501-513 (résumé)
  18. (en) Takeda, Hiroshi, « Mineralogical records of early planetary processes on the HED parent body with reference to Vesta », Meteoritics & Planetary Science, vol. 32, no 6,‎ 11/1997, p. 841-853 (résumé)
  19. (en) B. A. Archinal, M. F. A’Hearn, E. Bowell, A. Conrad, G. J. Consolmagno, R. Courtin, T. Fukushima, D. Hestroffer, J. L. Hilton and G. A. Krasinsky, et al., « Report of the IAU Working Group on Cartographic Coordinates and Rotational Elements », Celestial Mechanics and Dynamical Astronom, vol. 109, no 2,‎ 2011, p. 101-135 (DOI 10.1007/s10569-010-9320-4)
  20. Bryant, Greg, « See Vesta at Its Brightest! », Sky & Telescope (consulté le 18/12/2007)
  21. Andrew James, « Vesta », sur Southern Astronomical Delights (consulté le 27/04/2009)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]