(10) Hygiea

(10) Hygiea
Ilustracja
Zdjęcie planetoidy wykonane przez Very Large Telescope
OdkrywcaAnnibale de Gasparis
Data odkrycia12 kwietnia 1849
Numer kolejny10
Charakterystyka orbity (2457000.5 (2014-12-09))
Przynależność
obiektu
Pas główny
rodzina Hygiea
Półoś wielka3,1394[1] au
Mimośród0,1153[1]
Peryhelium2,7775[1] au
Aphelium3,5013[1] au
Długość węzła wstępującego283,4212[1]°
Argument perycentrum312,4582[1]°
Anomalia średnia228,7037[1]°
Okres obiegu
wokół Słońca
5 lat 205 dni 13 godzin
Średnia prędkość16,75[a] km/s
Inklinacja3,84°
Charakterystyka fizyczna
Średnica530×407×370 ± 7 km[2]
średnia: 431 km
Masa(8,67 ± 0,15)×1019[2] kg
Średnia gęstość2,6 g/cm3
Okres obrotu27 h 37 min 23 s
= 27,623 h
Albedo0,0717[1]
Jasność absolutna5,43m
Typ spektralnyC
Średnia temperatura powierzchniśrednia ~164 K
maks. –26°C = 247[3] K
Satelity naturalneprawdopodobnie
nie posiada

(10) Hygiea – duża planetoida krążąca w pasie planetoid w Układzie Słonecznym, czwarta pod względem objętości i masy w pasie głównym. Posiada nieco wydłużony kształt, wymiary 350–500 km i masę szacowaną na 2,9% łącznej masy pasa planetoid[4]; jest to największe ciało z klasy ciemnych planetoid typu C z węglistą powierzchnią.

Mimo swoich rozmiarów obserwowana z Ziemi Hygiea jest bardzo słabo świecącym obiektem. Jest to spowodowane ciemną barwą jej powierzchni i odległością od Słońca, większą niż średnia dla planetoid pasa głównego. Z tego powodu astronomowie zaobserwowali kilka mniejszych planetoid wcześniej, nim 12 kwietnia 1849 Annibale de Gasparis odkrył Hygieę[5]. W większości opozycji Hygiea ma obserwowaną wielkość gwiazdową o 4m większą niż Westa i jest widoczna przez teleskop optyczny o średnicy co najmniej 100 mm. Jednak gdy opozycja przypada w peryhelium jej orbity, może być widoczna przez lornetkę 10×50.

Odkrycie i nazwa

Hygieę odkrył Annibale de Gasparis 12 kwietnia 1849 roku w Neapolu w dzisiejszych Włoszech[6]. Była to pierwsza z dziewięciu odkrytych przez niego planetoid[7]. Dyrektor obserwatorium neapolitańskiego, Ernesto Capocci, nazwał tę planetoidę Igea Borbonica („Hygieia Burbonów”) na cześć dynastii panującej w Królestwie Obojga Sycylii, w którym znajdował się wówczas Neapol[8].

Jednak już w 1852 John Russell Hind napisał[8]:

jest powszechnie nazywana Hygeia, niepotrzebny dodatek ‘Borbonica’ jest pomijany.

Nazwa pochodzi od Higiei, greckiej bogini uosabiającej zdrowie, córki Asklepiosa (rzymskiego Eskulapa)[9]. W dziewiętnastym wieku często spotykana była pisownia Hygeia, na przykład w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society[10].

Charakterystyka fizyczna

Rozmiary pierwszych 10 odkrytych planetoid w porównaniu z Księżycem (w tle). Hygiea pierwsza z prawej.
Robocza propozycja definicji planety z 2006 uwzględniała Hygieę jako kandydatkę na planetę[11]

Na podstawie analizy spektralnej powierzchni Hygieę uważa się za zbudowaną z pierwotnej materii zawierającej proste związki węgla, podobnej w składzie do meteorytów z grupy chondrytów węglistych. Na jej powierzchni wykryto minerały uwodnione, co może wskazywać na obecność w przeszłości lodu wodnego, który był poddany wystarczającemu ogrzewaniu, aby się stopić[9]. Prymitywny skład powierzchni wskazuje, że Hygiea nie uległa stopieniu we wczesnym okresie formowania się Układu Słonecznego[9], w przeciwieństwie do innych dużych planetozymali, takich jak ten, z którego powstała (4) Westa.

Jest to największe ciało rodziny planetoidy Hygiea i zawiera niemal całą masę (ponad 90%) tej rodziny. Jest to też największy obiekt wśród ciemnych planetoid klasy C, które dominują w zewnętrznym pasie planetoid, rozciągającym się poza przerwą Kirkwooda leżącą 2,82 j.a. od Słońca. Hygiea wydaje się mieć kształt znacznie spłaszczonej elipsoidy obrotowej, o średniej średnicy 444 ± 35 km oraz stosunku osi 1,11[9]. Wydłużenie to jest o wiele większe niż u innych obiektów z „wielkiej czwórki” planetoid z pasa głównego, którą stanowią oprócz Hygiei: (2) Pallas, (4) Westa i planeta karłowata Ceres. Hygiea jest najmniejszą z tych czterech i, podobnie jak Ceres, ma stosunkowo niską gęstość[2], co bardziej upodabnia ją do lodowych księżyców Jowisza lub Saturna niż planet grupy ziemskiej czy też planetoid kamiennych.

Choć jest największym ciałem w swoim obszarze, ze względu na jej ciemną powierzchnię i odległość od Słońca większą niż średnia dla planetoid pasa głównego, przy obserwacjach z Ziemi Hygiea wydaje się bardzo słaba. Spośród pierwszych dwudziestu trzech odkrytych planetoid jest trzecia od końca pod względem jasności; tylko (13) Egeria i (17) Thetis mają większą średnią wielkość gwiazdową w opozycji[12]. W większości opozycji Hygiea ma magnitudo około 10,2[12], o około cztery wielkości więcej niż Westa, a jej obserwacja wymaga teleskopu o średnicy co najmniej 100 mm[13]. Jednakże w opozycji przypadającej na peryhelium orbity planetoidy, Hygiea może być dużo jaśniejsza, osiągając wielkość gwiazdową nawet 8,6m[14]. To pozwala obserwować ją przez lornetkę 10×50[15].

Co najmniej 5 okultacji gwiazd przez Hygieę było obserwowanych przez astronomów[16], ale wszystkie przez najwyżej kilku niezależnych obserwatorów, przez co uzyskano niewiele wiadomości o jej kształcie. Obserwacje przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wykluczyły obecność jakichkolwiek orbitujących towarzyszy o średnicy większej niż 16 km[17].

W publikacji w Nature Astronomy z 2019 r. zespół astronomów przedstawił badania, z których wynika, że Hygiea jest niemal idealnie sferyczna, co pozwalałoby zakwalifikować ją do kategorii planet karłowatych[18].

Orbita i obrót

Ruch orbitalny Hygiei względem Jowisza w obracającym się układzie odniesienia; Jowisz zatacza w nim małą fioletową pętlę (u góry po prawej)
Orbita Hygiei (animowana) w porównaniu z orbitami planet wewnętrznych i Jowisza

Właściwości Hygiei są najsłabiej poznane spośród obiektów „wielkiej czwórki” pasa planetoid. Jej orbita przebiega znacznie bliżej płaszczyzny ekliptyki niż Ceres, Pallas lub Interamnii[9], ale jest bardziej eliptyczna niż w przypadku Ceres lub Westy, z mimośrodem około 12%[1]. Jej peryhelium ma bardzo podobną długość ekliptyczną do peryhelium Westy i podobną do peryhelium Ceres, ale jej węzły wstępujący i zstępujący są położone odwrotnie niż dla tych obiektów[1][19][20]. Choć jej peryhelium jest bardzo blisko średnich odległości Ceres i Pallas, kolizja Hygiei i jej większych towarzyszek jest niemożliwa, ponieważ przy równej odległości od Słońca są zawsze po przeciwnych stronach ekliptyki. W 2056 r. Hygiea zbliży się na odległość 0,026 j.a. od Ceres[20], a następnie w 2063 przejdzie w odległości 0,020 j.a. od Pallas[21]. W aphelium Hygiea dociera do zewnętrznego skraju pasa planetoid, osiągając peryhelia planetoid z rodziny Hildy, które krążą w rezonansie 3:2 z Jowiszem[22]. Wpływ przyciągania Hygiei jest uwzględniany przez Minor Planet Center przy obliczeniu perturbacji orbit mniejszych ciał[23].

Hygiea rotuje niezwykle wolno – na jeden obrót potrzebuje 27 godzin i 37 minut[1], podczas gdy dla dużych planetoid typowe są wartości od 6 do 12 godzin. Jej kierunek obrotu jest w chwili obecnej niepewny ze względu na dwojaką możliwość interpretacji krzywej blasku, którą utrudnia długi okres obrotu: w ciągu pojedynczych nocy teleskop w najlepszym razie zaobserwuje tylko część pełnego obrotu; uważa się, że obrót może być wsteczny[9]. Analiza krzywej blasku wskazuje, że biegun obrotu Hygiei wskazuje kierunek o współrzędnych ekliptycznych (β, λ) = (30°, 115°) lub (30°, 300°) z niepewnością 10°[24]. W obu przypadkach oznacza to nachylenie osi około 60°.

Zobacz też

  • lista ponumerowanych planetoid

Uwagi

  1. Średnia prędkość w ruchu orbitalnym to iloraz długości orbity przez okres obiegu: gdzie to zupełna całka eliptyczna drugiego rodzaju (w innej konwencji zapisu argumentem jest kwadrat mimośrodu, nie zmienia to jednak postaci funkcji).

Przypisy

  1. a b c d e f g h i j k (10) Hygiea w bazie Jet Propulsion Laboratory (ang.)
  2. a b c Jim Baer: Recent planetoid Mass Determinations. 2010-12-12. [dostęp 2014-07-17].
  3. L.F. Lim, T. McConnochie, J. Bell III, T. Hayward. Thermal infrared (8–13 µm) spectra of 29 planetoids: the Cornell Mid-Infrared planetoid Spectroscopy (MIDAS) Survey. „Icarus”. 173 (2), s. 385, 2005. DOI: 10.1016/j.icarus.2004.08.005. Bibcode2005Icar..173..385L. 
  4. (Masa planetoidy (10) Hygiea = 0.445) / („Masa pasa planetoid” = 15) = 0,0296.
  5. Patrick Moore, Robin Rees: Patrick Moore’s Data Book of Astronomy. Wyd. 2. Cambridge University Press, 2011, s. 576. ISBN 1-139-49522-4.
  6. A.O. Leuschner. Comparison of Theory with Observation for the Minor planets 10 Hygiea and 175 Andromache with Respect to Perturbations by Jupiter. „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”. 8 (7), s. 170–173, 1922-07-15. National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.8.7.170. PMID: 16586868. PMCID: PMC1085085. Bibcode1922PNAS....8..170L. 
  7. Giuseppe Longo. Annibale de Gasparis. „Giornale di Astronomia”, 2001. Neapol: Observatorio Astronomico de Capodimonte (wł.). [dostęp 2014-09-06]. [zarchiwizowane z adresu 2012-03-07]. 
  8. a b John Russell Hind: The Solar System: Descriptive Treatise Upon the Sun, Moon, and Planets, Including an Account of All the Recent Discoveries. G.P. Putnam, 1852, s. 126.
  9. a b c d e f Barucci, M. 10 Hygiea: ISO Infrared Observations. „Icarus”. 156 (1), s. 202, 2002. DOI: 10.1006/icar.2001.6775. Bibcode2002Icar..156..202B. 
  10. Hartnup, J. Observations of Hygeia. „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. 10, s. 162, czerwiec 1850. DOI: 10.1093/mnras/10.10.162 . Bibcode1850MNRAS..10..162H. 
  11. O. Gingerich: The Path to Defining Planets. W: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and IAU EC Planet Definition Committee chair [on-line]. 2006. [dostęp 2014-07-18]. [zarchiwizowane z tego adresu (2007-03-06)].
  12. a b Moh’d Odeh. The Brightest planetoids. „The Jordanian Astronomical Society”. [dostęp 2015-11-13]. [zarchiwizowane z adresu 2008-05-11]. 
  13. What Can I See Through My Scope?. Ballauer Observatory, 2004. [dostęp 2015-11-13].
  14. (10) Hygiea = A900 GA. W: Minor Planet Center [on-line]. Międzynarodowa Unia Astronomiczna, 2014-03-04. [dostęp 2014-09-05].
  15. Ed Zarenski: Limiting Magnitude in Binoculars. Cloudy Nights Telescope Reviews, 2004. [dostęp 2014-09-05].
  16. James L. Hilton: Asteroid Masses and Densities. W: U.S. Naval Observatory [on-line]. Lunar and Planetar Institute. [dostęp 2015-11-13].
  17. A. Storrs. Imaging Observations of planetoids with Hubble Space Telescope. „Icarus”. 137 (2), s. 260, 1999. DOI: 10.1006/icar.1999.6047. Bibcode1999Icar..137..260S. 
  18. Piotr Cieśliński, Hygiea jest kolejną planetą karłowatą w Układzie Słonecznym? Miała potworną katastrofę, ale się odrodziła, wyborcza.pl, 29 października 2019 [dostęp 2019-10-29].
  19. (4) Westa w bazie Jet Propulsion Laboratory (ang.)
  20. a b (1) Ceres w bazie Jet Propulsion Laboratory (ang.)
  21. (2) Pallas w bazie Jet Propulsion Laboratory (ang.)
  22. L’vov V.N., Smekhacheva R.I., Smirnov S.S., Tsekmejster S.D: Some Peculiarities in the Hildas’ Motion. Central (Pulkovo) Astronomical Observatory of Russian Academy of Sciences. [dostęp 2014-07-18].
  23. Perturbing Bodies. Minor Planet Center. [dostęp 2014-07-18].
  24. M. Kaasalainen. Models of Twenty planetoids from Photometric Data. „Icarus”. 159 (2), s. 369, 2002. DOI: 10.1006/icar.2002.6907. Bibcode2002Icar..159..369K. [dostęp 2014-07-18]. 

Bibliografia

Linki zewnętrzne


 
(9) Metis
(10) Hygiea 
(11) Parthenope

Media użyte na tej stronie

Hygeia.GIF
Autor: Syntheticalconnections, Licencja: CC BY 3.0
A rotating frame animation of asteroid 10 Hygeia relative to Jupiter. Each frame lasts 100 years.
Propozycja DA.svg
Autor: M.Komorniczak, Licencja: CC BY 3.0
Propozycja dla Dobry Artykuł dla PL.WIKI
Commons-logo.svg
The Wikimedia Commons logo, SVG version.
SPHERE image of Hygiea.jpg
Autor: ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS), Licencja: CC BY 4.0
A new SPHERE/VLT image of Hygiea, which could be the Solar System’s smallest dwarf planet yet. As an object in the main asteroid belt, Hygiea satisfies right away three of the four requirements to be classified as a dwarf planet: it orbits around the Sun, it is not a moon and, unlike a planet, it has not cleared the neighbourhood around its orbit. The final requirement is that it have enough mass that its own gravity pulls it into a roughly spherical shape. This is what VLT observations have now revealed about Hygiea. Credit: ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)
AnimatedOrbitOf10Hygiea.gif
Autor: WilyD, Licencja: CC-BY-SA-3.0
Orbit of 10 Hygiea
Moon and Asteroids 1 to 10.svg
Sizes of the first ten Asteroids to be discovered compared to the Earth's Moon, all to scale.

The objects, left to right are: 1 dwarf planet Ceres, 2 Pallas, 3 Juno, 4 Vesta, 5 Astraea, 6 Hebe, 7 Iris, 8 Flora, 9 Metis, and 10 Hygiea.

The scale is 10 km/px on the original image, though not necessarily on the repro here.
Iau dozen.jpg
List of 12 Planet candidates per the IAU 2006 draft proposal XXVI (See the discussion page for copyright release by the creator.)

The listed planetoids:
Haumea (2003 EL61) and Makemake (2005 FY9) have already been promoted to dwarf planet status.

Still pending candidates from this image are: Sedna, Orcus, Quaoar, 2002 TX300, 2002 AW197, Varuna, Ixion, Vesta, Pallas, Hygiea
10 Hygiea Astronomical Symbol.svg
The traditional astronomical symbol for 10 Hygiea, after Gould, B.A. 1852, On the Symbolic Notation of the Asteroids, Astron. J., 2, 80. As the number of asteroids grew, the symbols got more and more complex, leading to the creation of minor planet numbers. This one is perhaps the most complex of the symbols at the time Gould made his proposal: a Rod of Asclepius.