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Vesta è il secondo corpo più massiccio della fascia degli asteroidi, superato solo da Cerere, che è classificato come pianeta nano. L’asteroide più luminoso del cielo, Vesta è occasionalmente visibile dalla Terra ad occhio nudo. È il primo dei quattro asteroidi più grandi (Cerere, Vesta, Pallas e Hygiea) ad essere visitato da un veicolo spaziale. La missione Dawn ha orbitato intorno a Vesta nel 2011, fornendo nuove informazioni su questo mondo roccioso.

Polizia celeste

Nel 1596, mentre determinava la forma ellittica delle orbite planetarie, Johannes Kepler arrivò a credere che un pianeta dovesse esistere nello spazio tra Marte e Giove. I calcoli matematici di Johann Daniel Titius e Johann Elert Bode nel 1772 – più tardi conosciuti come la legge Titius-Bode – sembravano sostenere questa previsione. Nell’agosto del 1798, un gruppo noto come la Polizia Celeste si formò per cercare questo pianeta mancante. Tra questi c’era l’astronomo tedesco Heinrich Olbers. Olbers scoprì il secondo asteroide conosciuto, Pallas. In una lettera ad un collega astronomo, espose la prima teoria sull’origine degli asteroidi. Scrisse: “Potrebbe essere che Cerere e Pallade siano solo una coppia di frammenti … di un pianeta una volta più grande che un tempo occupava il suo posto tra Marte e Giove?”

Olbers pensò che i frammenti di tale pianeta si sarebbero intersecati nel punto dell’esplosione, e di nuovo nell’orbita direttamente opposta. Ha osservato queste due zone di notte e il 29 marzo 1807 ha scoperto Vesta, diventando la prima persona a scoprire due asteroidi. Dopo aver misurato diverse notti di osservazioni, Olbers inviò i suoi calcoli al matematico Carl Friedrich Gauss, che calcolò notevolmente l’orbita di Pallade in sole 10 ore. Come tale, gli fu dato l’onore di dare un nome al nuovo corpo. Scelse il nome di Vesta, dea del focolare e sorella di Cerere.

Caratteristiche fisiche di Vesta

Vesta è unico tra gli asteroidi in quanto ha macchie chiare e scure sulla superficie, proprio come la luna. Le osservazioni a terra hanno determinato che l’asteroide ha regioni basaltiche, il che significa che la lava un tempo scorreva sulla sua superficie. Ha una forma irregolare, più o meno quella di uno sferoide oblato (in termini non tecnici, una sfera un po’ schiacciata).

• Diametro: 329 miglia (530 chilometri)
• Massa: 5,886 X 1020 lbs. (2,67 x 1020 chilogrammi)
• Temperatura: da 85 a 255 K (da meno 306 a 0 gradi Fahrenheit / da meno 188 a meno 18 gradi Celsius)
• Albedo: 0,4322
• Durata della rotazione: 5,342 ore
• Periodo orbitale: 3,63 anni
• Eccentricità: .0886
• Afelio: 2,57 AU
• Perielio: 2,15 AU
• Più vicino alla Terra: 1.14 AU

Superficie, composizione e formazione

Quando Vesta si è avvicinato alla Terra nel 1996, il telescopio spaziale Hubble ha mappato la sua superficie topografica e le sue caratteristiche. Questo ha rivelato un grande cratere al polo sud che taglia il suo interno. Il cratere ha un diametro medio di 460 km – ricorda: Vesta stesso è largo solo 530 km. Taglia una media di 13 km nella crosta, e molto probabilmente si è formato da un impatto nei primi anni di vita dell’asteroide. Il materiale espulso da questa collisione ha dato origine a una serie di asteroidi più piccoli – i Vestoidi – che orbitano vicino al loro genitore, così come alcuni dei meteoriti che si sono schiantati sulla Terra.

A differenza di molti asteroidi, l’interno di Vesta è differenziato. Come i pianeti terrestri, l’asteroide ha una crosta di lava raffreddata che copre un mantello roccioso e un nucleo di ferro e nichel. Questo dà credito all’argomento per la denominazione di Vesta come un protopianeta, piuttosto che come un asteroide.

Il nucleo di Vesta si è accresciuto rapidamente entro i primi 10 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare. Anche la crosta basaltica di Vesta si è formata rapidamente, nel corso di pochi milioni di anni. Le eruzioni vulcaniche sulla superficie provenivano dal mantello e duravano da 8 a 60 ore. Le colate di lava stesse variavano da poche centinaia di metri a diversi chilometri, con uno spessore tra i 5 e i 20 metri. La lava stessa si è raffreddata rapidamente, solo per essere sepolta di nuovo da altra lava fino a quando la crosta era completa. La gravità di Dawn pone il suo nucleo a circa il 18 per cento della massa di Vesta, o in proporzione circa due terzi della massa del nucleo della Terra.

In effetti, se non fosse stato per Giove, Vesta avrebbe potuto avere una buona possibilità di diventare un pianeta.

“Nella fascia degli asteroidi, Giove ha fondamentalmente rimescolato le cose così tanto che non erano in grado di aggregarsi facilmente tra loro”, ha detto ai giornalisti nel 2012 lo scienziato di Dawn David O’Brien, del Planetary Science Institute di Tucson, Arizona.

“Le velocità nella fascia degli asteroidi erano davvero alte, e più alta è la velocità, più difficile è per le cose fondersi insieme sotto la loro stessa gravità”, ha aggiunto O’Brien.

Nel 1960, una palla di fuoco che attraversava il cielo sopra Millbillillie, in Australia, ha annunciato l’arrivo di un pezzo di Vesta sulla Terra. Composto quasi interamente da pirosseno, un minerale che si trova nei flussi di lava, il meteorite porta gli stessi segnali spettrali di Vesta.

La sonda Dawn della NASA, che ha visitato l’asteroide nel 2012, ha scoperto che il corpo roccioso aveva una sorprendente quantità di idrogeno sulla sua superficie. Ha anche trovato regioni luminose e riflettenti che potrebbero essere rimaste dalla sua nascita.

“La nostra analisi trova che questo materiale luminoso proviene da Vesta e ha subito pochi cambiamenti dalla formazione di Vesta oltre 4 miliardi di anni fa”, ha detto Jian-Yang Li, uno scienziato partecipante di Dawn presso l’Università del Maryland, College Park, in una dichiarazione.

Un’enorme montagna sovrasta il polo sud di Vesta. L’enorme montagna raggiunge oltre 65.000 piedi (20 chilometri) di altezza, rendendola quasi alta come Olympus Mons, la più grande montagna (e vulcano) del sistema solare. Olympus Mons si erge a circa 15 miglia (24 chilometri) sopra la superficie di Marte.

“La montagna polare sud è più grande della grande isola delle Hawaii, la più grande montagna della Terra, misurata dal fondo dell’oceano”, ha detto Chris Russell, investigatore principale di Dawn, in una conferenza astronomica del 2011. “È alta quasi quanto la montagna più alta del sistema solare, il vulcano a scudo Olympus Mons su Marte.”

L’acqua liquida una volta scorreva sull’asteroide. Le immagini catturate dalla sonda Dawn hanno rivelato calanchi curvi e depositi a forma di ventaglio all’interno di otto diversi crateri da impatto di Vesta. Si pensa che tutti e otto i crateri si siano formati nelle ultime centinaia di milioni di anni, abbastanza recenti nella vita dell’asteroide di 4,5 miliardi di anni.

“Nessuno si aspettava di trovare prove di acqua su Vesta. La superficie è molto fredda e non c’è atmosfera, quindi qualsiasi acqua sulla superficie evapora”, ha detto l’autore principale dello studio Jennifer Scully, un ricercatore post-laurea alla UCLA, in una dichiarazione della NASA. “Tuttavia, Vesta sta dimostrando di essere un corpo planetario molto interessante e complesso.”

Scully e il suo team hanno pensato che le caratteristiche sono state create da flussi di detriti, al contrario di fiumi o torrenti di acqua pura, hanno scolpito i burroni di Vesta. Hanno proposto che i meteoriti che bombardano l’asteroide hanno sciolto i depositi di ghiaccio sotto la superficie, inviando acqua liquida e piccole particelle rocciose che scorrono lungo le pareti del cratere. Tale attività suggerisce la presenza di ghiaccio sepolto sotto la superficie.

“Se presente oggi, il ghiaccio sarebbe sepolto troppo profondamente per essere rilevato da qualsiasi strumento di Dawn”, ha detto Scully. “Tuttavia, i crateri con calanchi curvi sono associati a un terreno bucherellato, che è stato indipendentemente suggerito come prova della perdita di gas volatili da Vesta.”

Il ghiaccio potrebbe essere stato responsabile della modifica della superficie di Vesta. Nel 2017, uno studio ha suggerito che le macchie lisce di terreno sull’asteroide possedevano frequentemente alte concentrazioni di idrogeno, che è spesso visto quando la radiazione solare rompe le molecole d’acqua.

“Suggeriamo che le modifiche della superficie dallo scioglimento del ghiaccio sepolto potrebbero essere responsabili della levigatura di quelle aree”, ha detto Essam Heggy, uno scienziato planetario presso la University of Southern California di Los Angeles, a Space.com. “Il ghiaccio sepolto potrebbe essere stato portato in superficie dopo un impatto, che ha causato lo scioglimento del ghiaccio riscaldato e la risalita attraverso le fratture fino alla superficie.”

Dawn ha anche osservato segni di minerali idrati (minerali contenenti molecole d’acqua) sulla superficie di Vesta, che potrebbero anche suggerire la presenza di ghiaccio sepolto. I materiali idratati erano associati a terreni più vecchi, e potrebbero essere stati forniti da impatti di materiale proveniente da più lontano nel sistema solare.

Una mappa a bassa quota di Vesta ha rivelato una ricca geologia. I ripidi pendii trovati sull’asteroide, combinati con la sua alta gravità, aprono la strada alle rocce per rotolare verso il basso, esponendo altro materiale. Dawn ha rivelato una varietà di minerali, tra cui alcuni materiali luminosi e scuri che potrebbero riferirsi a potenziale ghiaccio sepolto.

Vestali visitatori della Terra

In effetti, la composizione unica di Vesta significa che è responsabile di un intero gruppo di meteoriti. Le meteoriti HED – composte da howarditi, eucriti e diogeniti – raccontano la storia della prima vita di Vesta. Le eucriti si formano dalla lava indurita, mentre le diogeniti provengono da sotto la superficie. Le diogeniti sono una combinazione delle due, formatesi quando un grande impatto ha mescolato le due sezioni.

Vesta è stato sospettato di essere la fonte dei meteoriti HED dal 1970. Lo spettrometro di mappatura di Dawn ha verificato questa ipotesi. Il team di Dawn pensa che gli HED provengano da un bacino d’impatto chiamato Rheasilvia, dal nome di un’antica sacerdotessa vergine vestale romana. Con un diametro di 500 chilometri, Rheasilvia è grande quasi quanto Vesta stessa. Molto probabilmente si è formata da una collisione che ha strappato via la maggior parte della crosta dell’emisfero meridionale, rivelando l’interno dell’asteroide.

“Vesta probabilmente è andato vicino alla frantumazione”, ha detto il ricercatore principale di Dawn Carol Raymond, notando che il colpo ha lasciato serie concentriche di depressioni – linee di frattura – intorno all’equatore di Vesta.

Le depressioni parallele possono essere un altro segno dell’enorme impatto. Raymond ha detto alla Planetary Society che la presenza di questi avvallamenti suggerisce gravi danni all’interno dell’asteroide.

Se l’orbita di Vesta si trova oltre Marte, come hanno fatto pezzi di esso ad arrivare sulla Terra? I frammenti di Vesta passano davanti a Giove una volta ogni tre orbite intorno al sole, permettendo alla gravità del pianeta più grande di influenzarli. Tale attrazione potrebbe aver spostato i frammenti abbastanza da causare il loro eventuale impatto con la Terra.

Come risultato, Vesta è uno dei tre corpi di cui gli scienziati hanno campioni. Gli altri due sono la luna e Marte.

Esplorando l’asteroide

Nel settembre 2007, la NASA ha lanciato la missione Dawn, che è unica in quanto è stata la prima a entrare in orbita intorno a un corpo del sistema solare, per poi procedere verso un secondo. Dawn è entrata in orbita attorno a Vesta nel luglio 2011. Dopo aver studiato l’asteroide per un anno, ha lasciato Vesta per incontrare Cerere nel marzo 2015.

La missione Dawn della NASA ha lo scopo di studiare le caratteristiche del primo sistema solare analizzando i due asteroidi, che sono molto diversi. Cerere è umido, con calotte polari stagionali, e potrebbe avere una sottile atmosfera. Vesta, invece, è secco e roccioso. Lo studio delle firme spettrali uniche nella sua crosta rocciosa amplierà la nostra conoscenza del nostro pianeta, così come di Marte e Mercurio. L’attrazione gravitazionale di Giove ha interrotto la loro formazione. Senza la presenza del gigante gassoso, i due potrebbero aver continuato ad evolversi in pianeti di dimensioni reali.

“Ora sappiamo che Vesta è l’unico blocco planetario intatto e stratificato che sopravvive dai primissimi giorni del sistema solare”, ha detto ai giornalisti Carol Raymond, vice ricercatore principale di Dawn, del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, nel 2012.

Lo studio di Dawn ha permesso di creare la migliore mappa dell’asteroide fino ad oggi.

Nell’ottobre 2010, il telescopio spaziale Hubble ha ripreso Vesta. I dati risultanti hanno rivelato che l’asteroide era inclinato di circa quattro gradi in più di quanto gli scienziati pensassero inizialmente. Questi risultati hanno aiutato la NASA a posizionare la sonda nell’appropriata orbita polare intorno all’asteroide. Dawn richiede la luce del sole per eseguire i suoi compiti di mappatura e imaging.

Nota del redattore: Questo articolo è stato aggiornato il 29 maggio 2018, per chiarire che Vesta non è stato il primo asteroide ad essere visitato da una sonda, ma piuttosto il primo dei quattro asteroidi più grandi ad essere visitato.