灶神星

灶神星

灶神星(4 Vesta)是第四顆被發現的小行星,也是小行星帶質量最高的天體之一,灶神星的直徑約為483公里,質量估計達到所有小行星帶天體的9%。同時,灶神星的表面比不少小行星光亮,成為唯一一顆可在地球上可以肉眼看到的小行星。

基本信息

簡介

灶神星是被德國天文學家海因里希·奧伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)在1807年3月29日發現的。該星是以羅馬神話的家庭與壁爐的女神Vesta來命名的,中文譯為“灶神星”。

灶神星灶神星

灶神星和穀神星火星木星之間小行星帶里個頭最大的成員,灶神星是第二大的小行星,僅次於穀神星。並且是在2.5天文單位的柯克伍德空隙內側最大的小行星。它的體積與2智神星相似(在誤差範圍內),但更為巨大些。

灶神星的形狀似乎已經受到重力的影響是扁圓球體,但是大的凹陷和突出使它在國際天文聯合會第26屆的大會中被排除在行星之外。因此,灶神星將繼續歸類為小行星,仍屬於太陽系內的小天體。對小行星而言,它的自轉(5.342小時)是比較快的,方向是順行,北極點指向赤經20h32m,赤緯+48°,誤差(不確定值)約10°,轉軸傾角29°。

對表面溫度的估計是當日正當中時是-20℃;在冬天,極點的溫度低至-190℃,正常的白天與夜晚的溫度各為-60℃和-130℃。以上的估計是在1996年5月6日,當灶神星非常接近近日點的時候完成的,細節則會隨著季節有些許的變化。

儘管黎明號此次並未直接探測到這裡存在水凍的證據,但是有證據表明灶神星的化學和地質組成中擁有來自小行星撞擊或行星際塵埃帶來的含水礦物成分。

軌道數據

灶神星灶神星

離心率:0.08902
半主軸:53.268兆米(2.361天文單位)
近日點:321.82Gm(2.151天文單位)
遠日點:384.72Gm(2.572天文單位)
公轉周期:1325.46d(3.63年)
平均公轉速度:19.34公里/秒
軌道傾角:7.133°
升交點黃經:103.926°
近日點引數:150.297°
平均近點角:205.652°

物理性質

灶神星灶神星

直經:578×560×458公里
質量:2.7×1020公斤
密度:3.4g/cm³
表面重力:0.22m/s²
逃逸速度:0.35公里/秒
自轉周期:0.2226d
光譜分類:V-小行星
絕對星等:3.20
反照率:0.423
表面平均溫度min:85K(-188°C)
max:255K(-18°C)

地質特徵

對於灶神星,科學家有大量有力的樣品可以研究,有超過200顆以上的HED隕石可以用於洞察灶神星的地質歷史和結構。灶神星被認為有以鐵鎳為主的金屬核心,外面包覆著以橄欖石為主的地幔和岩石的地殼。因為放射性衰變,所有的或是絕大部分的26鋁,經歷4~5百萬年,逐漸分離與沉降至核心。

地幔的對流作用,造成熔解與進一步的結晶作用,經歷約6~7百萬年,當80%的物質結晶之後,對流停止。剩餘的熔融物質經由噴發,或是經由熔岩噴發成為玄武岩,或是短暫的形成岩漿的海洋,形成地殼。地殼的較深層因為結晶形成火成岩,更老的玄武岩因為來自新增表層的壓力成為變質岩

灶神星是唯一原封不動的更新過表面,並且是唯一經歷過行星分化的小行星。但是,現有的鐵隕石和無球粒隕石未能在母體上被確認。在隕石的分類中,是在星子與煉獄的歷史過程中,經由撞擊產生的碎片。灶神星的外殼被認為有下列的層次(依照深度排序):

石化的風化層,來自於古銅鈣無粒隕石和角礫岩的噴發。

玄武岩的熔岩流,來自於非推積性的噴發。

包括輝石、易變輝石、和斜長石等火成岩,來自於推積性的噴發。

有大顆粒的直輝石類火成岩,來自於古銅無球隕石。

依照V-型小行星的大小(經過大撞擊期間被拋出的灶神星外殼碎片),與南極坑穴的深度估計,外殼厚度大約是10公里。

表面特徵

最明顯的特徵是在鄰近南極點有一個巨大的,直徑460公里的火山口,它的寬度達到灶神星直徑的80%,坑穴底部的深度達到13公里,外緣比周圍的地形高出4~12公里,總高低差達到25公里,中心有一座18公里高的山峰突起。估計這次撞擊大約將灶神星體積的1%拋出,灶神星家族的V-型小行星就是由這次撞擊產生的。

除了這個隕石坑外,還有幾個比較大的隕石坑,直徑約在150公里、深度7公里左右,也曾被觀察到。一個寬達200公里反射率黑暗的區域已經被命名為奧伯斯,以尊崇灶神星的發現者。但在等高線圖中並未顯示出奧伯斯,因此它是個新生成的坑穴,還是古老的玄武岩表面,目前尚無從得知。它被選定為經度0°的參考點,定義上的本初子午線就穿過它的中心。

東半球西半球顯示出明顯不同的地形,對哈勃太空望遠鏡影像的初步光譜分析,東半球顯示有幾種高反射率的地區,伴隨著老年風化層的沉重坑穴高地地形,和深度足以探測火成岩地層的坑穴。另一方面,西半球的大片地區由被認為是玄武岩的黑暗地質組織占據的表面,或許類似於月海。

撞擊碎片

灶神星灶神星

太陽系內許多種的小天體被認為是灶神星被撞擊後產生的碎片,灶神星族的小行星和HED隕石就是例子。屬於V-型小行星的(1929)Kollaa已經被確認有和鈣長輝長無粒隕石類似的成分堆積著,顯示它的來源是灶神星地殼的深處。因為有些隕石相信是來自灶神星的碎片,灶神星也就成為太陽系中五個有樣本可供研究的天體。其餘的是火星、月球Wild2彗星地球本身。

有證據表明,一些更小、富含水份的小行星曾撞擊並嵌入到灶神星表面,水份以水合礦物的形式得以保留。此後發生的新撞擊使這些岩石熔化,水以氣體形式釋放,留下許多凹坑。這是內太陽系中又一水循環現象。

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