Historique de Marseille
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le 17/08/17
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L’actualité du LAM | Le cours à l’Observatoire Historique de Marseille |
| Mis à jour le 17/08/17 |
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| 4 Vesta | |||||||
| dimensions | 578 × 560 × 458 km 0,042 Terre | demi grand-axe | 354 106 km 2,361 UA | |
| aplatissement | 0,19 | excentricité | 0,0987 | |
| période de rotation | 5 h 21 mn | inclinaison de l’orbite | 6,4° | |
| inclinaison axe de rotation | 29° | année sidérale | 3 ans 39 j 6 h 21 mn | |
| diamètre angulaire | 0,20″ à 0,64″ | vitesse orbitale | 19,34 km/s | |
| masse | 2,7 1020 kg 0,000047 Terre | révolution synodique | 538,54 j = 1,47 ans | |
| masse volumique | 3,44 g/cm3 0,62 Terre | jour solaire moyen | 5 h 21 mn 4 s sens direct | |
| vitesse de libération | 0,36 km/s | albédo | 0,423 | |
| pesanteur | 0,25 m/s/s 0,024 Terre | température | min 85° max 270° | |
| nombre de satellites | 0 | atmosphère | pression 0 bars - |
Vesta est le quatrième astéroïde découvert (par Olbers le 29 mars 1807). Par la taille, il est le second, surpassé seulement par Cérès. C’est un corps assez grand pour avoir une forme pratiquement sphérique. Mais vu depuis la Terre, c’est un tout petit corps non résolu par les télescopes traditionnels. Seul le télescope spatial a permi d’en avoir une image floue, mettant en évidence quelques taches, et une dépression dans la région sud. Mais il fallait une sonde à proximité pour en obtenir des renseignements scientifiquement exploitables. C’est chose faite depuis le mois de juillet 2011, lorsque la sonde américaine Dawn s’est placée en orbite autour de Vesta. On dispose maintenant d’images à haute résolution. L’acquisition est encore en cours, et les résultats scientifiques devront attendre encore un peu.
Le 24 août 2006, l’Union Astronomique Internationale a décidé de modifier la définition d’une planète, à la suite de la découverte de nombreux corps de taille semblable ou supérieure à celle de Pluton, et circulant sur des orbites comparables. Avec cette nouvelle définition, les plus gros astéroïdes sont maintenant nommés planètes naines. Pour avoir ce titre, un corps doit être sphérique. Or il est difficile de vérifier cette propriété, et c’est pourquoi Cérès est le seul astéroïde de la ceinture principale a avoir déjà reçu ce titre. Pour les autres, dont Vesta, la décision est suspendue. Mais on sait déjà que Vesta n’est pas vraiment sphérique ; cependant, il a reçu un fort impact qui l’a évidemment déformé. On pourrait donc admettre cette exception à la stricte sphéricité des planètes naines.
Les images de Vesta données par Dawn permettront de trancher prochainement. La sonde, au mois de juillet 2012, quittera Vesta pour se diriger vers Cérès qu’elle explorera à son tour. Avec la sonde New Horizons qui arrivera près de Pluton en 2015, les planètes naines seront bien mieux connues. Cette connaissance est bien précieuse car ces objets sont les restes inutilisés de la formation des planètes, mais contrairement aux tout petits objets, elles sont différenciées, ayant connu une phase chaude par l’énergie d’accrétion et de désintégration radioactive.
Dans la mythologie romaine, Vesta est la fille de Saturne et Rhéa. Elle est la sœur de Jupiter, Neptune, Pluton et Cérès. La déesse correspondante grecque est Hestia.
NASA/JPL-Caltech/UCLA/McREL
Lancée en septembre 2007, la sonde Dawn s’est mise en orbite autour de Vesta le 15 juillet 2011. Elle emporte quatre instruments :
Vesta n’étant pas parfaitement sphérique, ses dimensions sont : 578 × 560 × 458 km. Elle tourne sur elle-même en 5 h 20 mn. La surface est constituée de basalte, probablement épanché par volcanisme peu après la formation de Vesta. Cet astéroïde est en effet assez gros pour avoir contenu, lors de sa formation, assez de matériaux radioactifs pour que son intérieur fonde, et produise du volcanisme. Vesta est un astéroïde essentiellement rocheux.
Vesta montre une montagne gigantesque par rapport à sa taille : elle est trois fois plus haute que l’Everest ! C’est l’une des plus hautes du système solaire. Autour des cratères, l’imagerie en différentes longueurs d’onde met en évidence une grande diversité de composition minéralogique. Le premier regard surprend par un aspect plus rugueux de la surface, comparée à celle des autres astéroïdes. De plus, les comptages de cratères, qui permettent de se faire une idée de l’âge des terrains, indiquent que l’hémisphère sud a un âge de 1 à 2 milliards d’années, tandis que l’hémisphère nord est plus vieux.
Les premières analyses semblent montrer que les sillons présents dans les deux hémisphères sont probablement dûs à des impacts violents.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Vue d’ensemble
Prise le 24 juillet 2011, cette photo d’ensemble montre l’astéroïde d’une distance 5.200 km.
La région équatoriale est la zone striée située en haut et à gauche de l’image, tandis que le pôle sud se trouve en bas et à droite. Cette image montre que Vesta n’est pas vraiment sphérique, et ne mérite donc pas à strictement parler le titre de planète naine.
photo NASA
Hémisphère nord
La surface de Vesta est très cratérisée, comme celle de tous les petits corps n’ayant pas d’atmosphère. Mais on y voit également un système de cannelures parallèles, qui se trouvent au niveau de l’équateur. Vesta fait un peu penser, par cet aspect, à Japet. C’est l’hiver dans l’hémisphère nord de Vesta, et le pôle nord est dans la nuit.
Pôle sud de Vesta photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie
Institution of Washington
Le pôle sud de Vesta est extrêmement accidenté, et montre donc une histoire géologique complexe, qui n’est pas encore comprise évidemment, puisque la mise en orbite de la sonde est trop récente. La structure la plus importante est un grand bassin d’impact, qui n’est pas très facile à distinguer ici. On voit, sur le bord gauche de la photo, une coupure abrupte de l’image, due à l’ombre portée d’une grande falaise : la partie sombre est celle qui est à l’ombre.
Le grand bassin d’impact que l’on devine recouvre toute la région polaire. Il est nommé Rhéasilvia (Rhéa Silvia, mère de Romulus et Rémus, était une Vestale), et mesure 460 km de diamètre. De plus, sa profondeur atteint 13 km au-dessous de la plaine environnante, et le rempart s’élève jusqu’à 12 km au-dessus… Le pic central culmine à 18 km au-dessus du plancher du bassin. Ceci donne un dénivellé de 25 km entre le point le plus haut et le point le plus bas… Une telle structure ne serait pas stable sur Terre, où la gravité est beaucoup plus forte. L’impact qui l’a excavé a éjecté 1 % de la masse de l’astéroïde ! Ces matériaux ont été placés sur des orbites autour du Soleil, sur lesquelles on les retrouve aujourd’hui : ils forment la famille (de Hirayama) de Vesta. Certains débris ont été perturbés par d’autres astéroïdes, peut-être choqués, et ont changé d’orbite. Ce faisant, ils peuvent un jour tomber sur la Terre où l’on a parfois la chance de les trouver. Ce sont alors des météorites, et elles sont de trois types différents : les eucrites, les diogénites et les howardites (groupe HED). Les diogénites sont des roches plutoniques, profondes. Excavées probablement du pôle sud par l’impact qui a creusé Rhéasilvia, elles permettent d’estimer l’épaisseur de la croûte à une dizaine de kilomètres.
L’impact seul n’explique peut-être pas toutes ces structures. Il est possible qu’une activité ancienne y ait participé.
La photo a été prise d’une distance de 2.700 km, et sa résolution est de 260 m / pixel.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Carte du pôle sud de Vesta
Cette carte en fausses couleur montre les altitudes. Le bleu est assigné aux zones les plus basses, et le rouge et le blanc aux plus élevées.
La résolution horizontale est de l’ordre de 750 m / pixel. On voit une structure annulaire de 500 km de diamètre, dont le rempart s’élève de 15 km au-dessus du fond. Cette dépression était connue avant l’arrivée de la sonde, car son importance l’avait rendue accessible au télescope spatial.
Photo et carte réduites, montrant les correspondances.
Cette photo est l’une des premières enregistrées depuis l’orbite basse. Elle montre plusieurs cratères enterrés dans la région équatoriale criblée de creux.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Cratères recouverts
Cette zone porte les traces d’éjection de matériaux par l’impact qui a créé le bassin Rhéasilvia dans la région polaire sud. On y voit également des structures linéaires de tailles et de formes diverses. L’image est centrée autour de -15°de latitude, et 50° de longitude. Elle a été prise le 13 décembre d’une altitude de 189 km. Elle couvre une surface de 88 × 18 km.
Cette photo montre une partie de l’un des creux équatoriaux. Le plancher de l’un de ces creux est le dépôt le plus clair au bas de la photo, par contraste avec la bande sombre de son bord. Prise le 13 décembre autour de -6° de latitude et 60° de longitude, depuis une altitude de 185 km. Elle couvre une surface de 18 × 18 km.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Creux en clair et sombre
Cette photo montre une zone où des terrains jeunes rencontrent des terrains plus vieux. Une couverture sombre et jeune de matériaux provenant d’un impact est à gauche, alors qu’une zone de dépôts plus clairs, granitée, marquée par des cratères, est à droite. Cette région se trouve à l’intérieur du bassin Rhéasilvia (pôle sud).
Région à l’intérieur de Rhéasilvia, montrant une zone jeune et sombre de matériaux éjectés, en contact avec une zone plus claire et accidentée, marquée de cratères.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Dépôts contrastés dans Rhéasilvia
Le terrain plus clair, qui paraît plus vieux, montre aussi des structures linéaires qui se croisent. Latitude -78° , longitude 298°, altitude 204 km, 20 × 20 km.
Cette image est reconstruite par ordinateur.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Survol du pôle sud de Vesta
Elle montre la région polaire sud de Vesta remise à plat, c’est-à-dire en supprimant la courbure due au petit diamètre de l’astéroïde. En effet, sans cela, une région bien plus petite serait seule visible, le reste étant sous le très proche horizon. De ce fait, il ne serait pas possible de voir une telle image si nous étions dans un vaisseau en orbite autour de Vesta. Résolution 300 m par pixel.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Cratère ombré
Ce jeune cratère se trouve dans la zone nommée hevealy cratered terrain de l’hémisphère nord. L’ombre dans le cratère est totalement noire par manque d’atmosphère. On remarque le bord très net du cratère. Latitude 17°, longitude 77°, altitude 191 km, 18 × 18 km.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Escarpements
La région polaire sud de Vesta montre des falaises hautes de plusieurs kilomètres (ceci ne doit pas surprendre, les montagnes sur un astre peuvent être d’autant plus hautes que l’astre est plus petit, car il présente alors une gravité moindre). On voit aussi des sillons et des cratères. La formation de cette région accidentée n’est pas encore comprise. L’importance du bassin Rhéasilvia indique un impact violent. D’autres collisions ont certainement joué également un rôle. Mais il est possible qu’une activité interna ait participé à ces formations dans une phase ancienne, peu de temps après la formation du système solaire.
Les photos qui ont permi la reconstitution de ce panorama ont été prises d’une altitude de l’ordre de 2.700 km. La résolution est de 260 mètres par pixel.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Méridien origine
Pour étudier la surface d’un astre, il faut définir un système de coordonnées, donc aussi une origine. Pour fixer l’origne des longitudes sur Vesta, un tout petit cratère a été choisi, sa petite dimension (500 m de diamètre) permettant une précision assez grande.
Le petit cratère marqué d’une flèche est nommé Claudia. Le premier méridien passe par son centre, et rejoint les deux pôles.
Photo prise d’une altitude de 2.700 km, avec une résolution de 260 m / pixel.
photo NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
Vue d’ensemble
Cette photo montre à la fois la région équatoriale (en haut à gauche) et le pôle sud (en bas à droite). Les sillons visibles dans la région équatoriale sont profonds de 10 km. Image prise à une distance de 5.200 km.
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