Астероид Лютеция

Общие сведения

В Солнечной системе находится великое множество астероидов. В одном только Главном поясе, пролегающем между Марсом и Юпитером, состоянием на 11 января 2015 года их уже нашли больше шестисот тысяч — и количество продолжает расти. Большинству новообнаруженных астероидов уже не дают названий, только порядочные номера. Но есть и особенные астероиды, поток внимания к которым не иссякает. Одни долгое время представляли загадку для ученых, другие удалось «посетить» астрономам с помощью телескопов и зондов, третьи являются историческими памятками далекого прошлого космоса. Астероид (21) Лютеция принадлежит ко всем трем категориям.

Характеристики Лютеции

Несмотря на то, что Лютеция, открытая в 1852 году, принадлежит к первой сотне обнаруженных малых небесных тел, полные данные об астероиде стали известны лишь в 2011. Благодарить за это нужно зонд «Розетта», который в порядке своей миссии пролетел на расстоянии около 3152 км от астероида, что почти рядом в космических масштабах. Таким образом, знаем мы о Лютеции многое — а именно:

• Ось вращения Лютеции находится почти в плоскости эклиптики — то есть почти на той же плоскости, где вращается Земля. Период полного обращения вокруг Солнца в Лютеции равен 3,7 земным годам.
• Масса астероида — 1700×10¹⁵ кг. При диаметре в 95,6 км, Лютеция — это десятое среди небольших (от 40 до 100 км в диаметре) небесных тел по размеру, но первое — по массе. Для сравнения, ближайший сосед по категории — астероид (17) Фетида — весит «всего лишь» 1200×10¹⁵ кг. Лютеция даже тяжелее, чем Элара — один со спутников Юпитера. И при всем этом, Лютеция в 3 миллиона раз легче нашей Земли.
• Форма Лютеции — линейные измерения составляют 132 на 101 на 76 километров. Это нормально для астероидов, которые часто сталкиваются с другими телами — так, на верхней части Лютеции обнаружен крупный кратер от удара. Конкретные форма и размеры Лютеции все еще покрыты тайной. Зонд «Розетта» сумел сфотографировать лишь часть астероида. Сейчас ученые отходят от теории неправильной формы и считают, что Лютеция — очень сильно поврежденная сфера.
• А вот состав и происхождение Лютеции долгое время оставались неизвестными для астрономов. За высокий (0,2) альбедо — способность отражать и рассеивать падающий свет — Лютецию сначала причислили к спектральному классу М, тяжелым металлическим астероидам. Но альбедо Лютеции в радиодиапазоне было куда ниже — такое, как в астероида класса С, состоящего с легких пород на основании углерода. Несоответствие массы и состава поверхности сбивало с толку ученых вплоть до последнего момента. Причина оказалась в необычной структуре и происхождении Лютеции. Об этом подробнее далее.

Открытие и наблюдение Лютеции

Астероид Лютеция — это первый астероид, открытый астрономом-любителем. Она была открыта в 1852 году в Париже художником Германом Гольдшмидтом. В честь столицы Франции и был назван астероид — Лютецией именовался Париж во времена галлов.

Сам Гольдшмидт был характерным человеком XIX века — эпохи зреющих умов и оформления фундамента для будущих научных прорывов. Будучи художником по профессии, он был страстно увлечен астрономией — по его утверждению, заразился любовью к звездам благодаря лекции Урбена Леверрье, великого французского астронома, которую он посетил в 1847 году.

Несмотря на свой непрофессионализм, Герман Гольдшмитд открыл свой первый астероид — Лютецию — а затем еще 13 небесных тел, став самым удачливым охотником за астероидами своего времени. За это в 1861 году он был награжден медалью от Королевского астрономического сообщества, а впоследствии — получил «свой» кратер на Луне.

Интересный факт — свой телескоп Гольдшмидт купил за деньги, вырученные с продажи портрета изобретателя первого телескопа, Галилея.
После Гольдшмидта, данные об астероиде собирались медленно. В ноябре того же 1852 года немецкий астроном Г. Рюмкер рассчитал орбиту Лютецию. Спустя 51 год, в 1903 году астероид был сфотографирован Гарвардской обсерваторией во время противостояния с Землей. Лютеция оказалась на одной линии с Землей относительно Солнца, что дало возможность наблюдать за ней на протяжении всей ночи.

Современный период

Настоящим прорывом в исследовании Лютеции были французские исследования под руководством И. Бельской из Харьковского университета. На протяжении 5 лет, с 2004 по 2009 год, она занималась многосторонними наблюдениями астероида. По переменности интенсивности свечения астероида она высчитала вероятность того, что форма астероида искривлена большим кратером — и угадала.

И все же первым источником данных об астероиде, который не основывался на теориях и гипотезах, был зонд «Розетта» — именно для него Бельская проводила свои наблюдения Лютеции, дабы спланировать программу исследований. 10 июля 2010 года «Розетта» пролетела возле Лютеции. Было сделано 462 снимка в разных диапазонах, в том числе в инфракрасном, также проводились измерения плазмы и магнитного поля.

Но главной целью запуска «Розетты» был не астероид. «Розетта» направлялась к комете Чурюмова — Герасименко, на которой собирались произвести первую в истории посадку на комете. Но именно «Розетта» позволила окончательно познать загадку состава и происхождения Лютеции.

Интересный факт — во время съемок Лютеции «Розеттой» в кадр «влез» и Сатурн. Там он находился в течении десяти минут.

Особенности Лютеции

Как уже было сказано выше, Лютеция занимала астрономов несочетаемостью своих параметров. Высокое оптическое альбедо и масса указывали на ее принадлежность к классу М, металлосодержащих астероидов. Но анализ радиоальбедо показал, что поверхность не содержит металлов. Было решено, что Лютеция, скорее всего,  состоит с углеродных пород и хондритов — горной породы на основе соединений магния и силиция, состоящей из зерен и гранул, именуемых хондрами. К слову, хондритами является 90% метеоритов, падающих на Землю.

Данные с зонда «Розетта» подтвердили хондритовый состав поверхности астероида. Оказалось также, что Лютеция, как и многие другие астероидов, не является однородной глыбой камня — поверхность объекта представляет  собой кучу раздробленного материала, среди которого выделяются валуны обхватом до 300-400 м. Многие астероиды именно так и выглядят — столкновения с различными космическими телами отбивает у них куски, которые под действием гравитации «приклеиваются» обратно к «родителю».

Ученые называют подобные астероиды «кучами щебня». Но Лютеция совсем не похожа на такой объект. Ее средняя плотность — 3.4±0.3 г/см³, что куда больше, чем у кучи гранита. Откуда же, в конце концов, астероид набрал столько массы?

Лютеция — планетезималь

Ответ дало изучение возраста поверхности Лютеции по полученным с «Розетты» фото. Отслеживая места ударов метеоритов по безатмосферным телам, каким как Луна или астероиды, астрономы уже давно научились определять их возраст. Результат был поразительным: Лютеция застала формирование самой Солнечной системы. Когда самым «молодым» участкам поверхности было 50-80 миллионов лет, старейшие зоны насчитывают 3,6 миллиарда лет!

Это подтверждает теорию того, что астероид Лютеция — это планетезималь, несформированный зародыш полноценной планеты, которых было великое множество после образования Солнца. Соответственно, в глубине Лютеции залегают более тяжелые, металлические вещества. Причиной, по которой не сформировалось полноценное ядро, необходимое для становления планетой, является ее «невыгодное» положение рядом с наибольшим объектом Солнечной системы — Юпитером. Его масса настолько велика, что гравитационное воздействие помешало планетообразованию между ним и Марсом, где сейчас и находится пояс астероидов.